一、~(103)Pd种子源的研制与应用(论文文献综述)
杨厚文[1](2021)在《全固态激光器高效倍频、三倍频研究》文中研究指明通过非线性转换的短波长激光具有高光子能量的特点,在医学、工业和科学领域有着广泛的应用。本论文主要研究了全固态纳秒和皮秒激光器的倍频、三倍频非线性光学频率变换技术,通过新的材料及实验方案设计,实现了转换效率及输出方式的改进,并在此基础上,对部分研究成果进行了样机研制。论文的主要内容包括:(1)在单斜相KDP晶体微结构中实现了纳秒脉冲激光的倍频,通过实验分析了 KDP晶体微结构参数对转换效率的影响,研究了倍频光的偏振特性,得出KDP晶体微结构中实现Ⅰ类相位匹配的结论。(2)研究了一维ANDS的纳秒脉冲激光倍频,注入359.26mW基频光功率实现了 1.93mW绿光输出;(3)采用布儒斯特角切割的LBO晶体实现三倍频和分光,实现高效率腔内355nm紫外激光产生,泵浦功率29W时,输出功率达到5.6W;(4)采用折返点相位匹配双晶体级联方案,实现了高效率宽带倍频和三倍频;(5)搭建了高重频再生放大器,实现了 10.9W/10ps/100kHz的皮秒脉冲激光,并进行了倍频和三倍频实验,采用电控调节半波片位置,能够实现输出波长的灵活选择。磷酸二氢钾(KH2PO4,KDP)是一种具有优良非线性光学性能的晶体。为帮助确定KDP晶体微结构中倍频物理机制,首次报道了单斜单晶KDP晶体微结构中的纳秒脉冲倍频过程,利用长度为0.95mm、直径为25μm的KDP晶体微结构,在908mW基频光功率下,产生了 705μW的532nm光功率,其转换效率为8.55 × 10-4W-1。实验结果表明,KDP晶体微结构的直径对低基频光功率下的转换效率影响较大,而KDP晶体微结构的长度对高基频光功率下的效率影响较大。通过研究二次谐波的偏振特性,得出KDP晶体微结构中进行了 Ⅰ类相位匹配。之后,制备了一维 ANDS(4-氨基-4-硝基二苯硫醚,4-amino-4-nitrodiphenylsulfide)样品,并首次报道了一维ANDS样品的纳秒脉冲倍频。利用长8mm、截面尺寸为71μm的ANDS样品,在359.26mW的基频光功率下产生1.93mW的532nm光功率。结果表明,在相同的横截面尺寸下,较长的样品具有较高的转换效率。而对于长度相同的ANDS样品,样品横截面尺寸越大,倍频效率越高。相关成果发表在IEEE Photonics Technology Letters,2019,vol.31,no.13,page.1080-1083 与Optical Materials,2020,vol.110,page.110464 上。常见纳秒紫外激光器采用带有紫外波段高透过率膜层的输出镜来分离基频光、倍频光和紫外光。然而,同时具有紫外-可见光-红外波段透过或反射的光学涂层价格高昂,并且通常具有较低的损伤阈值。本论文介绍了一种既能实现波长分离又能抵抗紫外光损伤的布儒斯特角切割的LBO晶体三倍频的方法,利用凹凸腔镜来补偿布儒斯特角带来的像散,并通过合理的谐振腔设计,抵消由增益介质的热透镜效应带来的谐振腔不稳定性。为提高紫外激光的输出功率,在凹凸腔实验基础上,采用平平腔进行更高泵浦功率的实验。最终在泵浦功率为29W,重复率为50kHz时,得到了脉宽为14.2ns的5.6W高光束质量的紫外激光。对激光器运行和非线性转换中的光束质量变化进行仿真,仿真与实验结果一致。本文的泵浦紫外转换效率高于已有的腔内紫外纳秒激光器转换效率的数据。相关结果发表在 Journal of Optics,2019,vol.21,no.11,page.115501 上。宽带三倍频过程既要满足相位匹配,也要满足群速度匹配。为了提高皮秒光纤激光器的宽带非线性转换效率,论文探讨了一种采用折返点相位匹配倍频、双晶体级联三倍频的设计方法。该方法在基频光光谱宽度为5.5nm,输入基频光功率为8.6W时,获得中心波长为515nm的倍频光,输出功率为4.52W,中心波长为343nm的三倍频光,输出功率为2.39W。倍频和三倍频转换效率分别为52.6%和27.8%。这是首次采用折返点相位匹配倍频和双晶体级联三倍频相结合来实现宽带三倍频皮秒紫外激光产生。相关成果发表在Optics and Laser Technology,2021,vol.141,page.107105 上。对高重复频率皮秒再生放大器及之后的倍频、三倍频系统进行了实验研究。首先搭建了再生放大和两级单通放大光路,采用光纤激光器作为种子源,Nd:YVO4晶体作为增益晶体,808nm激光二极管作为泵浦源,获得了10.9W/10ps/100kHz的皮秒脉冲激光。然后将放大后的皮秒激光通过LBO晶体进行倍频和三倍频,并通过调节偏振,改变光路方向,选择激光器输出波长。最终获得倍频光功率为6.5W,脉冲宽度为8ps,三倍频光功率为2.76W,脉冲宽度为7ps。将设计光路研发成激光器样机,整个光路放置在水冷板上,通过水冷机通水散热,并将相关电路固定在水冷板的另一侧,做成了激光器一体机,大大减小了激光器整机体积。
周廉[2](2021)在《基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究》文中研究指明光学频率梳在时域上是稳定的激光脉冲序列,在频域上表现为一系列等间距的频率谱线。光梳最初是为频率计量而发明的,其宽光谱、高精度、高分辨和快速扫描的特性为激光光谱学提供了全新的测量方法。在分子光谱测量中,宽带的光梳光源可以同时激发多种样品的跃迁,基于双光梳的光谱测量技术可以在极短时间内获取高分辨的精密光谱。大量分子能在中红外波段能发生强烈的特征振动跃迁,因此中红外光谱是一种识别和量化分子的技术手段。中红外光梳在分子光谱测量中不仅具有高精度、高分辨、高速探测的特性,还兼具了高灵敏度的优点,在环境监测,呼吸诊断和工业安全等领域具有重要的研究价值。产生中红外光梳的方法有很多,其中差频的方法可以简化光梳的时频域控制系统,而且输出平均功率相对较高,波长可以覆盖整个中红外波段。本文以实现3~5μm的大气窗口的中红外光学频率梳为目标,围绕基于周期性极化铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光梳展开研究,主要工作包括中红外光梳的光源、光谱可调谐的中红外光梳、倍频程宽度的中红外光梳等方面,最终成功研制了光谱可以直接覆盖2.6~5.3μm的宽带中红外光梳系统,并在此基础上成功实现了相干性分析以及气体吸收光谱测量,验证了中红外光梳系统在精密光谱测量应用中的适用性。具体研究内容和创新点如下:1.实现了中红外光学频率梳的种子光源。研究了基于保偏光纤的非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模技术,通过理论分析建立锁模模型,利用数值计算和模拟仿真证明了两种锁模技术形成可饱和吸收的机制,最终验证了五种不同腔形结构实现超短脉冲的可行性,并且选用高稳定、宽光谱的非线性放大环形镜锁模作为中红外光学频率梳的种子源。2.实现了基于光纤激光系统的光谱可调谐中红外光学频率梳。基于近红外锁模光纤光梳,通过啁啾脉冲放大与光谱非线性展宽获得了宽光谱的信号光,利用光学差频技术,在啁啾极化铌酸锂晶体中产生了光谱在3.0~4.4μm区间可调谐的中红外光学频率梳。为了获取更宽调谐范围的中红外光梳,组建了具有高功率、宽光谱特性的自相似放大器,获得了平均功率56.8W,脉冲宽度33fs,峰值功率22.95MW的超短脉冲。采用周期极化铌酸锂作为非线性频率变换晶体,产生了中心波长在3.3~5.2μm可调谐的中红外光学频率梳。3.实现了光谱覆盖范围达到倍频程宽度的中红外光学频率梳。从宽带近红外设计方案出发,优化了系统输出光谱带宽以及晶体结构,通过啁啾极化铌酸锂晶体产生光谱直接覆盖2.6~5.3μm的宽带中红外光学频率梳,并且还验证了系统的相干性和多气体分子并行测量的能力。为了将宽带中红外光学频率梳进一步推向应用,简化系统结构,通过脉冲内自差频的方式在啁啾型周期性极化铌酸锂波导内同样产生了宽带中红外光学频率梳,光谱范围2.5~5.0μm。
汪会波[3](2020)在《掺镱光纤光学频率梳及其关键技术研究》文中认为光学频率梳是超快激光与精密光谱学交叉的重要突破,它的出现将微波频率与光学频率紧密连接起来,为精密频率测量提供了一个有力的工具,在光学原子钟、频率标准传递、绝对距离测量、精密光谱学等领域发挥着重要的作用。本论文主要围绕飞秒掺镱光纤光学频率梳的产生及其中的关键技术展开了一系列研究工作。本论文主要研究内容和创新性研究成果如下:1.基于非线性偏振旋转锁模和SESAM锁模原理,开展了1 μm超快锁模光纤激光器的研究工作。首先针对光学频率梳和光纤放大器两种应用需求搭建了两套参数不同的基于非线性偏振旋转锁模的光纤激光器。分别为运行在近零色散区域的展宽脉冲锁模激光纤激光器,锁模重复频率为250MHz,平均输出功率为120 mW,光谱宽度为45 nm,以及运行在微正色散区域的自相似锁模光纤激光器,锁模重复频率为50MHz,平均输出功率为39mW,光谱宽度为20 nm。其次进行了全保偏SESAM锁模光纤激光器的实验研究,锁模重复频率为69 MHz,平均输出功率为37mW,最大输出光谱宽度为34nm,输出脉冲经腔外光栅可压缩至64 fs。此外,通过将SESAM粘贴在光纤跳线表面的方式,实现了全光纤结构的SESAM锁模光纤激光器,为1μm光纤激光器系统的集成化和小型化提供了理想的种子源。2.基于多种高非线性光纤,开展了光纤中倍频程超连续光谱产生的实验研究。首先使用自制的拉锥单模光纤,在输出参数为250MHz,74 fs,460mW的光纤放大器系统中获得了倍频程超连续光谱的输出,输出光谱覆盖550nm到1350 nm。其次,探究了低能量注入下光子晶体光纤中的超连续光谱产生效果,并搭建了高功率光纤放大器进一步拓展输出光谱宽度,最终获得了覆盖650 nm到1600nm的超连续光谱输出。进一步的,为了降低超连续光谱产生过程中所需的入射脉冲能量和高非线性光纤长度,进行了光子晶体光纤的拉锥实验,并利用自制的拉锥光子晶体光纤在在400 pJ的低能量注入下获得了倍频程超连续光谱输出,输出光谱覆盖520 nm到1150 nm,输出光谱能量较为集中。最后为了提升超连续光谱产生的效率,进行了光子晶体光纤的端面处理和低损耗熔接的实验研究。3.利用拉锥光子晶体光纤产生的倍频程超连续光谱,开展了掺镱光纤光学频率梳的研究工作。首先进行了光纤光学频率梳锁定至射频参考源的实验研究。在超连续光谱产生装置后,搭建f-2f光路探测到了 40dB的自由运转的载波包络相移频率信号,并利用锁相环电路实现了载波包络相移频率信号和重复频率信号的同时锁定,锁定时长均超过29个小时。为了提升光纤光学频率梳的锁定精度,将光学频率梳锁定到972 nm超稳连续激光器上,实现了连续激光的稳定性和窄线宽特性到光学频率梳的传递。锁定后的拍频信号线宽被压窄至1.24 mHz,计算频率不确定度为1.77×10-18/s和4.4×10-20/1000s。其次为了提升掺镱光纤光学频率梳系统的稳定性和实用性,开展了 1 μm全光纤结构超连续光谱产生装置的实验研究。通过选择特定的光子晶体光纤进行色散补偿,并使用拉锥光子晶体光纤进行光谱拓展,实现了1 μm全光纤结构的脉冲压缩和超连续光谱输出,输出光谱覆盖520nm到1250nm,输出光谱功率稳定性为0.08%。此外,在此光谱基础上搭建了 f-2f光路,探测到了 37dB的自由运转的载波包络相移频率信号,验证了全光纤结构超连续光谱产生装置具有良好的性能。4.基于百公里高精度时频传递的应用,开展了工程化掺镱光纤光学频率梳的实验研究。为了应对外场实验中复杂的环境条件,对掺镱光纤光学频率梳的结构和器件进行了工程化设计,并采用外部电路控制的方式实现对光学频率梳系统的调节。在此基础上搭建了用于实验室验证的低功率掺镱光纤光学频率梳装置,并设计了用于外场实验的基于线性啁啾脉冲放大的高功率掺镱光纤光学频率梳装置,最大输出功率20 W以上,频率稳定度为5.46× 10-20/1000s。
樊彩云,韩世泉,罗志福[4](2020)在《CIAE放射性药物和标记化合物的发展》文中提出本文回顾了中国原子能科学研究院(CIAE,简称原子能院)建院70年以来在放射性药物方向的发展历程,重点介绍了原子能院放射性药物、放射性标记化合物及放射免疫分析研究、开发和生产技术方面的发展,历年来的主要产品以及取得的主要成绩,并提出了今后原子能院放射性药物领域发展的主要方向。
魏珊珊[5](2020)在《1.5 μm高功率窄线宽光纤激光MOPA关键技术研究》文中进行了进一步梳理高功率窄线宽线偏振单频光纤激光器的结构紧凑、稳定性好、易操作免维护,在激光雷达、引力波探测、空间光通信、非线性变频等领域有重要的应用。特别是1.5μm波段kHz线宽的单频激光,使用非线性晶体将其倍频到780 nm,并采用铷原子吸收线进行稳频,可获得长期频率稳定的铷原子操作激光,在基于原子的精密测量领域具有重要价值。再加上其特有的人眼安全、光纤传输损耗低、大气透过率高等优势,近年来得到人们的广泛关注。采用主振荡功率放大(MOPA)技术是获得这种激光源的重要途径。本论文围绕1.5μm波段高功率窄线宽的MOPA结构单频光纤激光器开展研究,具体工作内容包括:第一,基于速率方程和传输方程构建了铒镱共掺双包层光纤(EY-DCF)放大器的理论模型,指明了高功率泵浦下反向传输的Yb-ASE是限制其功率提升的主要原因。提出并演示了一种基于双波长辅助信号注入技术的包层泵浦的EY-DCF放大器方案。实验结果表明,通过使用波长为1030nm和1040 nm的辅助信号,可大幅缓解单一波长信号注入时因EY-DCF非均匀增益加宽效应,对抑制反向Yb-ASE中潜在自激谱峰的制约,既可以增大放大过程中允许的最大泵浦光功率,又可在增益光纤末端发挥其辅助泵浦作用,使得信号光的净输出功率达到13.8 W。第二,基于实验室自制的1560 nm单频窄线宽DBR型光纤激光器,使用波导型周期极化铌酸锂(PPLN)晶体,在30 mW的1560 nm基频光功率下获得2.8 mW的倍频光输出,通过使用饱和吸收光谱稳频技术将获得的780 nm激光锁定到铷原子超精细跃迁谱线上,获得了绝对频率的激光输出,并将1560 nm激光器的频率波动在长时间内稳定在±150 kHz以内。第三,将自制的1560nm单频低噪声DBR光纤激光器经铷原子吸收线稳频后作为种子源,通过合理设计放大器结构,优化光纤熔接参数,最终使用两级单模光纤放大器和两级双包层铒镱共掺光纤放大器,得到了高功率、窄线宽、线偏振、基横模输出的1560nm激光光源。使用块状PPLN晶体倍频可获得频率稳定的输出功率高达2.25 W的780 nm激光。第四,通过合理的机械结构设计以及光纤热管理措施,将1560 nm高功率窄线宽的MOPA型光纤激光光源集成封装在4 U的标准机箱内,外置倍频模块,可获得780 nm操作激光。结合边带锁定的饱和吸收光谱稳频技术,可以在1.2 GHz的调谐范围内精确调谐780 nm激光的频率,最终在一台激光器上可以同时获得冷却光、再泵浦光及原子干涉相干操作激光。以上研究结果对发展高功率、窄线宽、频率稳定的全光纤MOPA激光器,以满足非线性变频、原子精密测量、引力波探测、激光雷达等应用需求具有重要参考价值。
苏宁[6](2020)在《百瓦级超短脉冲掺镱光纤放大器及超连续谱产生的研究》文中研究说明高功率超短脉冲光纤激光器具有输出光束质量好、光光转换效率高、抗干扰性好以及可以实现全纤化等优势,广泛地应用于各种重要领域。基于此,本论文开展了高功率百瓦级超短脉冲掺镱光纤激光器的研究,通过对全光纤保偏及非保偏高功率超短脉冲掺镱光纤激光振荡器、放大器、压缩器及其在超连续谱光源中的应用进行理论分析和实验研究,获得了高平均功率、高脉冲能量的窄脉冲输出。本论文的主要研究工作从以下几个方面进行:一、全光纤锁模激光振荡器的理论和实验研究。对光纤锁模激光振荡器进行了相关理论研究,分析了锁模的物理机制以及实现锁模的几种方式,在实验中分别采用了三种被动锁模技术进行锁模,在准三能级系统和准四能级系统中都实现了稳定的皮秒锁模脉冲输出。第一种是NPR锁模技术,在环形腔结构中实现了脉冲宽度为567 ps的百皮秒锁模脉冲输出。第二种是SESAM锁模技术,采用商用的SESAM对不同工作波长和不同腔长的直线腔光纤激光振荡器进行对比实验,获得了不同中心波长(1031 nm和1064 nm)及不同的重复频率(16.68 MHz和36.41 MHz)的稳定锁模脉冲输出。采用具有不同周期的材料涂层的三种自制SESAM,两种可以在直线腔中实现稳定的锁模,体现了自制SESAM优异的锁模特性。第三种是碳纳米管锁模技术,采用管径为0.8 nm的碳纳米管及环形腔结构的振荡器,在准三能级系统的979 nm和准四能级系统的1032 nm处都实现了稳定的锁模,这也是碳纳米管作为可饱和吸收体首次在980 nm的全光纤掺镱激光振荡器中实现稳定锁模。二、全光纤百瓦级皮秒脉冲MOPA放大器的理论和实验研究。首先对掺镱光纤放大技术及衍射光栅对脉冲压缩器的工作原理进行了详细的理论分析与推导,利用MATLAB软件对主放大级的放大过程进行了理论模拟。然后采用中心波长为1033 nm的全光纤皮秒NPR锁模振荡器作为种子源,其输出的百皮秒脉冲可以直接进行放大,不需要再引入正色散进行脉冲的展宽。信号光经过两级的MOPA放大器进行放大,最终在6 m的10/130μm的光纤中得到了100 W的皮秒脉冲激光输出,与理论模拟结果相匹配。使用光栅对对放大后的221 ps的脉冲进行脉冲压缩,最终得到了0.84 ps的百飞秒量级压缩脉冲输出。三、全光纤保偏皮秒脉冲MOPA放大器的实验研究。线偏振态是超短脉冲光纤激光器的关键参数之一,是高效率倍频激光产生、生物成像和精细激光测距等应用中至关重要的特性。采用中心波长为1031 nm的保偏SESAM锁模激光振荡器为种子源,利用其峰值功率和单脉冲能量都很高的特点,可以在放大器中产生强烈的非线性效应,信号光不经过脉冲展宽直接在放大器中边放大边进行光谱展宽,经过两级的保偏MOPA放大器后获得了35 W的宽光谱激光输出,光谱范围为1020 nm~1700 nm。四、全光纤百瓦级保偏皮秒脉冲CPA放大器的实验研究。首先利用MATLAB软件对主放大级的放大过程进行了理论模拟,然后在实验中采用重复频率为16.68 MHz的保偏SESAM锁模激光振荡器作为种子源,为了减小系统中的非线性效应,得到高功率的线偏振超短脉冲激光输出,信号光通过保偏单模光纤展宽器进行脉冲展宽后,在高掺杂的保偏掺镱光纤放大器中进行放大,最终在0.9 m的30/250μm的高掺杂增益纤中得到了100.8 W的高功率线偏振光输出,其峰值功率为21.58 k W,单脉冲能量为6.04μJ,与理论模拟结果基本匹配。用光栅对对其进行脉冲压缩,得到了12.5 ps的压缩脉冲激光输出。通过采用更高重复频率的振荡器作为种子源,进一步降低放大器中的峰值功率和非线性效应,采用重复频率为36.41 MHz的振荡器及相同结构的放大级,同样实现了100 W的百瓦级线偏振光输出,为后续的压缩实验提供了基础。五、全光纤超连续谱光源的实验研究。超短脉冲光纤激光器的一个重要应用就是作为泵浦源泵浦非线性PCF产生超连续谱。首先使用MATLAB软件对不同长度的七芯PCF中超连续谱的产生进行理论模拟仿真,然后实验中采用全光纤皮秒MOPA放大器作为泵浦源,利用其光谱宽、脉宽窄、中心波长与七芯光子晶体光纤的零色散波长接近等特性,泵浦大模场七芯PCF获得高功率、宽光谱范围的超连续谱输出。使用长度为10 m和2 m的七芯PCF,分别得到输出功率为11.7 W,光谱展宽范围为620 nm~1700nm及输出功率20.4 W,光谱范围为680 nm~1700 nm的超连续谱输出,输出的超连续谱可以保持长时间稳定,且与理论模拟仿真结果比较吻合。
蔡亚君[7](2020)在《小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究》文中研究表明飞秒光频梳凭借着其宽光谱及高频率稳定特性,被广泛应用于光学频率测量、绝对距离测量、精密光谱测量、原子钟网络、低噪声微波信号产生等重要研究领域。与其它类型飞秒光频梳相比,基于全保偏光纤及器件的掺铒光纤光频梳因为具有结构紧凑、易于维护、工作波长位于光通信波段、环境适应性强等优点,成为近年来研究和应用的热点。本论文针对飞秒光频梳工程化应用需求,通过实验研究基于全保偏掺铒光纤的飞秒锁模脉冲产生和放大技术、飞秒光频梳的频率探测以及控制锁定技术、飞秒光频梳输出激光非线性波长变换等关键技术,探索获得结构紧凑、性能优异、环境适应性强的应用型飞秒光纤光频梳。本论文主要工作和创新点概括如下:1.设计并实验搭建了一套重频为200 MHz的全保偏飞秒掺铒光纤光学频率梳系统。飞秒振荡器采用线形腔结构,基于SESAM锁模机制,实现了中心波长1560.7 nm,平均功率3.9 m W的飞秒脉冲序列输出。通过利用脉冲宽度为53 fs,峰值功率为12.5 k W的飞秒脉冲泵浦高非线性光纤,实验产生光谱范围覆盖1000 nm2050 nm的倍频程宽带超连续谱。进一步,通过自参考共线“f-2f”干涉技术,获得了信噪比为40 d B的fceo信号。最终,通过反馈调节振荡器腔长和泵浦电流的方式,实现重复频率和载波包络偏移频率的同时锁定。以氢原子钟为参考源,秒稳情况下,7200 s的频率计数时间内重复频率的相对稳定度为1.65′10-12,残余积分时间抖动达到418 fs[3 Hz-1 MHz]。在5 h的频率计数时间内,载波包络偏移频率相对稳定度为3.22′10-11/s,积分相位噪声为0.216 rad[100 Hz-1 MHz]。2.设计并实验搭建了基于1.5mm全保偏锁模激光器的双色可见光梳光源。通过优化放大器和高非线性光纤(零色散点、色散斜率和长度)的参数,使得输出光谱在1086 nm和1266 nm处强度达到最大。之后,采用长度为4 cm,不同极化周期的掺Mg O周期性极化铌酸锂晶体,在112℃和59℃下分别实现543 nm和633 nm倍频激光产生,相应的光谱宽度为0.157 nm和0.174 nm,单梳齿平均功率分别达到1.23mW和1.336mW。这种光谱带宽窄、单梳齿平均功率高的双色可见光梳光源有助于提高光频率测量中拍频信号的信噪比。3.优化设计并研制成功一种新型的兼具高控制带宽和大调节范围的光纤频率促动器用于重复频率的锁定。相比于传统的腔长调节装置,所研制的新型频率促动器是一种基于单一压电陶瓷驱动和精密机械结构相配合的光纤拉伸装置,对光纤无损伤。在使用该频率促动器对振荡器腔长进行调节的情况下,我们对重复频率的动静态响应特性进行了系统的实验研究。静态响应结果表明,该频率促动器对重复频率的调节范围高达106 k Hz。动态响应结果表明,该频率促动器的控制带宽约为1 k Hz。这种兼具高控制带宽和大调节范围的频率促动器可显着降低光频梳功耗及体积。4.探索并开展了小型化、高集成度、高环境适应性的光频梳工程化样机研制工作。自主设计并成功实现了基于自聚焦透镜的微型“f-2f”自参考干涉仪(直径4 mm,长度20 mm)。相比于传统的多透镜组空间干涉仪结构,研制的微型干涉仪具有体积小巧和低成本优势。针对光频梳在室外高精度测距领域应用,我们采用自行研制的光纤频率促动器,结合数字化的可编程门阵列频率稳定技术,国内首次研制成功锁定后重复频率为200 MHz整的全保偏稳频飞秒光纤激光器工程样机(功耗为11 W,体积小于0.0015 m3,重量为1.3kg)。该激光器可承受峰值加速度为1.97 g的振动冲击,在15℃和33℃的环境温度下,频率稳定度均优于2.0?10-11/s。这种高集成度、可靠稳定的稳频光频梳对于户外甚至外太空环境下的高精度绝对距离测量具有重要意义。
乐文杰[8](2020)在《基于激光差频技术的高功率中红外皮秒脉冲簇激光光源研究》文中研究表明波长处于3 μm的中波红外激光因位于水分子强烈共振吸收光谱峰而被视为消融切割生物组织的最有效光源之一。迄今为止,该波段皮秒脉冲激光已被用作高精度手术刀,实现对多种生物组织的低损伤消融切割。相比于传统脉冲激光,超短脉冲簇激光已被证实在进行材料消融时具有更快的消融效率,更少的脉冲能量消耗以及更低的连带热损伤。因此使用中红外超短脉冲簇激光对生物组织进行消融处理具有可行性和重大研究价值。非线性频率转换作为产生中红外激光的常用技术手段,可实现宽光谱范围的超短脉冲激光输出,其中基于准相位匹配的周期性畴极化反转掺镁铌酸锂晶体(PPMgLN)因工作波段广、抗损伤阈值高、有效非线性系数大等优点,而成为非线性频率转换最有效工作介质之一。本论文主要围绕主振荡-功率放大(MOPA)结构的掺镱光纤激光器及其泵浦的光参量差频系统(DFG)以产生高功率中红外超短脉冲簇激光光源展开,具体工作内容包括:1.分别搭建基于非线性放大环形镜(NALM)和二维材料可饱和吸收体(MoO3/CNTs)的全光纤被动锁模激光器。通过对比激光器输出功率和长期稳定性,选取前者作为产生超短脉冲序列的种子源,并引入反射型相位偏置器解决了该结构自启动难题。激光器输出平均功率15mW,重复频率16.32MHz,脉宽8.5 ps,其光谱中心位于1030 nm,3dB带宽0.57 nm。2.种子激光经隔离器输出后进入由5个3 dB耦合器组成的脉冲乘法器,产生宽度为4.8 ns的脉冲簇,其中每个脉冲簇由16个子脉冲以300ps等间隔组成。随后,利用两级级联全保偏掺镱光纤功率放大系统将脉冲簇平均功率放大到27.8 W。实验得到的高光束质量(MX2~1.52,MY2~1.79)、高功率、线偏振、超短脉冲簇激光可作为光参量差频系统的优质泵浦源。3.在DFG系统中,由于泵浦脉冲簇的子脉冲宽度较窄且间隔短,产生与其精准同步的信号光脉冲簇十分困难。本论文首次提出利用纳秒脉冲作为信号光与重复频率相同的脉冲簇同步泵浦DFG方案。信号光光源由一个光谱中心位于1550nm的FP型半导体激光器和两级级联全保偏掺铒光纤放大系统组成,其输出平均功率4 W、脉宽5.1 ns。通过选择合适的晶体周期和温度,在泵浦光27.8 W下实现了 3.1 W的闲频光输出,对应泵浦光转换斜效率为12%。闲频光中心波长位于3.07μm,其光束质量为MX2~2.03和MY2~1.61。4.首次提出以宽光谱纳秒脉冲激光作为信号光,与线偏振脉冲簇激光同步泵浦PPMgLN晶体来搭建波长调谐DFG系统。该宽光谱激光器由一个宽带超辐射发光二极管(super-luminescent light emitting diodes,SLED)半导体激光器和三级级联掺饵光纤放大器系统组成,其输出激光光谱中心位于1580nm,带宽超过50 nm,平均功率5 W。调节PPMgLN晶体工作温度25℃至95℃,可获得3.03μm至2.84μm闲频光波长调谐输出,其中位于3.0 μm处激光最大输出功率为4.6 W,其转换效率达到16.5%。在整个波长调谐过程中,中红外脉冲簇激光输出功率均超过3.5 W,这对于评估激光波长对激光生物消融性能影响的研究工作具有重大意义。
尹韬策[9](2020)在《面向气体探测应用的窄线宽光纤激光器研究》文中认为窄线宽激光由于具有高光学相干性的特点,在激光雷达、光纤传感、气体探测及非线性频率转换等领域有着重要的应用价值。本论文以产生窄线宽、高功率、波长可调谐的近红外激光为目的,并以给近红外波段的气体探测提供可用的激光源为切入点展开,相继研究了基于稀土掺杂光纤和基于非线性原理的窄线宽光纤激光器,得到了一系列2 μm窄线宽光纤激光器和1.65μm窄线宽光纤激光器,弥补了这两个波段激光器现有的不足和空白。本论文首先阐述了2μm及1.65μm窄线宽激光在气体传感中的应用价值,并指出了现有相应激光器的不足之处,突出了在这两个波段开发新型窄线宽光纤激光器的必要性。随后简单介绍了激光的由来、光纤激光器的基本知识、包层泵浦和不同泵浦结构。接着,我们提出了基于光纤布拉格光栅和未泵浦掺铥光纤作饱和吸收体的高功率定波长单纵模掺铥光纤激光器,得到了功率大于400mW,线宽约为20kHz的1957nm单纵模激光输出。为增加激光器的波长调谐性,我们紧接着提出了基于法布里-珀罗腔原理可调谐滤波器的宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器,得到了波长可从1920nm调谐至2020 nm的单纵模激光输出,其线宽小于10 kHz。进一步,为使激光器能直接输出高功率的2 μm可调谐窄线宽激光,我们又提出了基于790 nm高功率半导体激光器泵浦的宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器,该激光器使用了双包层掺铥光纤作增益介质,并通过谐振腔的优化设计,实现了波长可从1920nm调谐至2040nm的单纵模激光输出,其线宽约为20kHz,不同波长的最高直出功率在0.4 W至1.07 W之间。然后,为得到线宽更窄的2μm窄线宽激光,我们提出了基于高掺锗光纤的2μm宽带可调谐单纵模布里渊光纤激光器,该激光器被上述提到的宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器泵浦,实现了波长可从1920nm调谐至2030nm的单纵模布里渊激光输出。利用布里渊环形腔的线宽压窄效应,布里渊激光的线宽被压窄到小于0.9 kHz。最后,为满足甲烷气体探测的需求,我们提出了基于高非线性光纤的1.65 μm窄线宽拉曼连续光纤激光器,通过1541 nm连续泵浦对1.65 μm窄线宽种子源进行拉曼放大,实现了波长为1653.7 nm的窄线宽拉曼连续激光输出,其输出功率高达726 mW,-20 dB线宽仅为0.18 nm。进一步,为了能测得甲烷气体的空间分布,我们紧接着提出了基于高掺锗光纤的1.65 μm可调谐窄线宽拉曼脉冲光纤激光器,通过1541 nm脉冲泵浦对1.65 μm窄线宽种子源同时进行拉曼放大和脉冲调制,实现了波长可从1652.0nm调谐至1654.0nm的窄线宽拉曼脉冲激光输出,其重复频率和脉冲宽度分别为100 kHz和31 ns,峰值功率高达30.85 W,线宽小于0.08 nm。
武柏屹[10](2020)在《微下拉法生长高质量YAG和YSGG激光单晶光纤及其应用技术研究》文中指出激光技术在军事国防、工业加工、日常生活等关键领域都具有广泛而不可替代的作用。随着激光技术的发展,激光器向着高功率、大能量、集成化、小型化、低成本方向发展。目前,传统的激光装置已经不能满足新场景、高性能的要求。以玻璃光纤激光器为代表的“第三代激光器”经过多年的研制,激光性能已经逐渐接近或赶超传统的激光系统。然而,由于石英玻璃光纤热导率低、适用波段窄、相干合成系统复杂等不足,使得玻璃光纤在实现高功率激光时会出现严重的热效应及非线性效应。目前,单根玻璃光纤激光输出极限为36.6kW,而这一限制会影响其在高功率、大能量、集成化、小型化需求下的进一步发展。因此,寻找新型高增益、低造价的激光增益介质进而突破现有技术瓶颈成为了当前激光材料领域的研究重点。激光单晶光纤作为一种介于体块晶体和玻璃光纤间的新型一维激光增益材料,兼顾了传统体块晶体材料的高增益以及玻璃光纤良好的散热性等优势,具有极限输出功率高、激光效率高、光束质量好等优点,有望解决固体激光器目前所遇到的功率限制。近年来,单晶光纤材料及器件的研究随着多种新型激光单晶光纤增益介质的研发与产业化,呈现出火热的发展态势。美国、法国、日本、俄罗斯、中国等国家也已相继设立单晶光纤相关的重点研究项目。目前YAG单晶光纤生长已经得到了较多报道,也实现了高效的“百瓦级”激光输出。但与此同时,单晶光纤目前仍然有较多基础问题需要解决。目前,国内外对单晶光纤研究主要集中在高质量单晶光纤纤芯的制备,国际上有多种可行的单晶光纤生长方法,如何对现有方法进行探索改进,寻找高效便捷的单晶光纤生长方法。此外,单晶光纤兼顾体块单晶和玻璃光纤的特点,但目前国际上对单晶光纤激光还停留在借鉴模仿阶段。所以在单晶光纤激光研究中,如何完善单晶光纤激光概念,充分发挥单晶光纤材料独有优势,是单晶光纤材料制备迈向器件应用的重要一步。我国在单晶光纤领域的研究起步较晚,单晶光纤作为新型激光增益基质,相关研究仍处于初期探索阶段,单晶光纤纤芯生长、装置改造、包层设计、质量评估、器件探索及性能优化等都需要进一步研究。其中,高质量单晶光纤的制备是实现激光应用的重要前提。本论文从技术应用到装备制造出发,针对单晶光纤在高功率激光和中红外激光方面的突出优势,选用高质量Y3A15012(YAG)及Y3Sc2Ga3012(YSGG)单晶光纤作为研究对象,以国家相关重点领域突破要求为牵引,对晶体生长方法、设备改进、生长工艺探索及优化、晶纤质量评价表征、晶纤加工及器件应用进行了系统探索,成功开展了晶纤核心缺陷、元素掺杂设计相关研究工作。此外,本论文首次报道了 Er,Nd:YSGG单晶光纤的设计与制备以及其光谱性能的探索与表征。本论文主要的研究内容和相关结论如下:Ⅰ.系统总结了激光陶瓷、激光玻璃及激光晶体的研究现状及发展趋势本论文从不同激光材料的结构特点出发,系统综述了激光陶瓷、激光玻璃及激光晶体等激光增益介质材料的制备方法、性能特点及研究现状,总结了实现高功率,大能量激光发展对增益介质材料的要求。着重对玻璃光纤和单晶光纤增益材料的概念、应用及发展趋势进行了概述,提出了本论文的研究意义、目的和内容。Ⅱ.工艺设备优化及Nd:YAG单晶光纤生长采用微下拉法进行了 Nd:YAG单晶光纤的生长研究,根据生长特点及材料特性,我们从坩埚设计、温场模拟、单晶光纤质量控制、籽晶选用等多方面对高质量大长径比单晶光纤生长技术开展了相关探索。利用自主搭建的高温单晶光纤生长炉,通过防震腔及流动气氛的引入,结合前期探索,分别以Nd:YAG多晶料及单晶料为原料成功制备出直径800 μm-1 mm,长度可达100 mm的高质量Nd:YAG单晶光纤。通过激光测微仪表征,光纤直径波动小于5%,表面光滑,透明无包裹物。通过X射线劳埃背反衍射仪及He-Ne激光系统等测试,证明优化生长的单晶光纤具有较高的光学质量,为后期单晶光纤应用于高功率激光系统提供了坚实的材料基础。Ⅲ.YAG单晶光纤定向生长及核心缺陷研究利用微下拉法生长单晶光纤的优势,采用定向籽晶生长技术,以<111>定向籽晶、<100>偏<110>15°定向籽晶及<100>定向籽晶成功生长了不同取向的YAG单晶光纤。通过对其加工后进行光学质量表征,系统地研究了籽晶定向及生长界面对晶体核心的影响,优化生长出了高光学质量单晶光纤。在获得高质量单晶光纤的基础上,对单晶光纤特征性能进行了表征,主要有:单晶性测试、直径起伏测试、稀土离子分布测试、光学质量表征及光学损耗等。测试结果证明高长径比单晶光纤为完整的单晶;端面为规则的圆形;稀土掺杂离子在晶纤中分布均一,光学质量良好,光学损耗较低。这些表征共同支撑起高质量单晶光纤质量表征体系,也同样为后期晶体的激光应用提供了便利。Ⅳ.基于Nd:YAG单晶光纤器件性能研究通过选用高质量1at./%Nd:YAG单晶光纤,设计并加工了 Nd:YAG激光元件,与山东大学何京良教授课题组合作开展了 Nd:YAG在1064 nm处连续激光输出实验。通过对晶体质量筛选及激光系统优化,最终实现了 8.32 W连续激光输出,斜效率为45.5%。这也是国内首次报道在1 μm处实现YAG单晶光纤的连续激光输出。与国际现有研究结果相比,该元件不仅实现了接近国际最高的53%的输出效率,同时,其光束质量因子M2=1.13也优于相关Nd:YAG单晶光纤报道,证明了该元件可以兼顾高输出效率与高光束质量。是实现新型高功率、高效率、高损伤阈值的潜力材料。与国防科学技术大学合作开展了 Nd:YAG模块在皮秒激光放大器应用研究,通过对晶纤稀土离子掺杂浓度及晶纤长度参数进行优化,证明了 0.3at.%Nd:YAG单晶光纤优异的放大性能,其放大器输出功率可达2.2 W,放大倍率达到2.2倍,而通常体块晶体不超过1.5倍。此外,种子光光束质量在通过晶体放大后仍维持在较高的水平,晶体内部光学质量较好,并且较低的掺杂离子浓度使得放大系统更加稳定,没有出现很强的热效应。目前该类单晶光纤放大模块被法国Fibercryst公司垄断,国际相关单晶光纤放大研究多依赖于其Taranis系列商品,该模块价格昂贵,并且无法根据需求来设计模块产品。而本论文中报道了单晶光纤在皮秒激光放大器应用的研究、器件及性能测试,成功实现了高重频短脉宽皮秒激光放大研究,其2.2倍激光放大性能也达到国际先进水平。该项研究也填补了国内单晶光纤材料相关领域的空白,推动了国内单晶光纤自主研制和应用推广。其优异的器件性能表明,Nd:YAG单晶光纤材料在光纤放大器领域具有良好的应用潜力。Ⅴ.Er:YSGG单晶光纤生长及基本性能表征单晶光纤的优势之一是可以选用合适的基质材料进行多种稀土离子掺杂从而获得目标波段的激光输出,相比于传统玻璃光纤在中红外波段较大的损耗,Er:YSGG单晶光纤在中共外波段损耗较小,并具有低的声子能量、高的掺杂离子浓度、传输损耗低和大的长径比等特点,使得其成为实现中红外激光输出的合适基质材料。利用微下拉单晶生长技术首次生长了 30at.%Er:YSGG单晶光纤,直径2mm,长度可达80 mm,晶纤透过率较高。XRF测试其Er3+离子浓度为28%,计算出Er3+在YSGG晶纤中的分凝系数接近于1,有利于设计生长高长径比高质量单晶光纤。此外,通过对晶体生长气氛的选择以及生长速度的调控,系统研究并优化了晶体生长过程中Ga2O3挥发所引起的缺陷,提高了晶体质量。Er:YSGG有望成为单晶光纤在中红外波段探索拓展的潜力材料。Ⅵ.Er,Nd:YSGG单晶光纤生长及Nd3+对3.0 μm光谱性能影响研究根据对Er3+和Nd3+能级分析,设计生长了 Er,Nd:YSGG单晶光纤,以解决Er3+激光系统中极易发生的自终态效应及低的吸收效率等问题。生长不同掺杂浓度的晶纤,通过对吸收光谱,发射光谱,荧光寿命进行对比分析。系统研究了 Nd3+对Er:YSGG在3.0 μm波段光谱性能的影响。优化后的双掺晶纤,将其Er:YSGG下能级寿命从6.05 ms,降至0.384 ms和0.245 ms,大大减少下能级Er3+:4I13/2粒子数布局,从而有利于实现粒子数反转。Nd3+离子在共掺体系中表现为敏化效应和退激活效应,能有效提高晶纤对泵浦能量的吸收,并抑制Er3+激光在3.0μm激光运转中出现的自终止瓶颈。Nd3+离子的引入很大程度上改善了 Er:YSGG在3.0μm波段性能,Er,Nd:YSGG单晶光纤将在高功率中红外激光输出中发挥重要的作用。
二、~(103)Pd种子源的研制与应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、~(103)Pd种子源的研制与应用(论文提纲范文)
(1)全固态激光器高效倍频、三倍频研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 全固态激光频率转化激光器技术特点 |
1.2 纳秒固体非线性频率转换激光器研究进展 |
1.3 皮秒固体非线性频率转换激光器研究进展 |
1.4 固体非线性频率转换激光的发展方向 |
1.5 本论文的主要研究内容 |
第2章 晶体微结构倍频研究 |
2.1 引言 |
2.2 KDP晶体微结构倍频研究 |
2.2.1 实验过程 |
2.2.2 结果与讨论 |
2.3 ANDS晶体微结构倍频研究 |
2.3.1 实验过程 |
2.3.2 结果与讨论 |
2.4 本章小节 |
第3章 高转率355nm紫外激光器研究 |
3.1 引言 |
3.2 理论分析 |
3.2.1 LBO晶体介绍 |
3.2.2 非线性过程理论 |
3.2.3 谐振腔设计 |
3.3 凹凸腔设计的紫外激光器 |
3.3.1 实验过程 |
3.3.2 结果与讨论 |
3.4 平平腔设计的紫外激光器 |
3.4.1 实验过程 |
3.4.2 结果与讨论 |
3.5 本章小结 |
第4章 宽带皮秒激光器频率转换特性研究 |
4.1 引言 |
4.2 单块KDP晶体折返点相位匹配 |
4.2.1 宽带倍频和三倍频转换困难 |
4.2.2 几种宽带非线性频率转换方法介绍 |
4.2.3 折返点相位匹配的理论分析 |
4.2.4 KDP晶体实现折返点相位匹配实验 |
4.3 LBO晶体级联三倍频 |
4.4 多种晶体组合的宽带频率转换研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 高重复频率皮秒激光放大及频率转换特性研究 |
5.1 引言 |
5.2 皮秒再生放大器工作原理及实验 |
5.2.1 皮秒再生放大器工作原理 |
5.2.2 再生放大实验 |
5.2.3 结果与讨论 |
5.3 两级行波放大实验 |
5.3.1 单通放大实验 |
5.3.2 结果与讨论 |
5.4 自由切换三波长输出高重频皮秒激光器 |
5.4.1 皮秒激光器频率转换实验 |
5.4.2 结果与讨论 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 |
附件 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(2)基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究(论文提纲范文)
论文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 研究背景介绍 |
1.1.1 光学频率梳简介 |
1.1.2 中红外光学频率梳的研究进展 |
1.2 论文研究工作的意义及创新点 |
1.2.1 选题的意义 |
1.2.2 论文研究的主要工作 |
1.2.3 论文的创新点 |
第二章 中红外光学频率梳的产生方法 |
2.1 中红外光学频率梳 |
2.1.1 光学频率梳的基本原理 |
2.1.2 中红外光学频率梳在光谱学中的应用 |
2.1.3 产生方法 |
2.2 差频产生中红外光学频率梳系统的设计 |
2.2.1 差频产生中红外光学频率梳的原理 |
2.2.2 光谱非线性展宽 |
2.2.3 相位匹配与准相位匹配 |
2.2.4 非线性晶体的选择与设计 |
2.3 小结 |
第三章 中红外光学频率梳的光源 |
3.1 光纤激光器的锁模技术 |
3.1.1 锁模原理简介 |
3.1.2 保偏光纤激光器锁模技术的研究进展 |
3.2 基于非线性放大环形镜锁模的光纤激光器 |
3.2.1 非线性放大环形镜锁模 |
3.2.2 全光纤非线性放大环形镜锁模激光器 |
3.2.3 基于偏振分光棱镜的非线性放大环形镜锁模激光器 |
3.2.4 高功率非线性放大环形镜锁模激光器 |
3.3 基于非线性偏振演化锁模的光纤激光器 |
3.3.1 偏振演化锁模 |
3.3.2 基于交叉熔接的环形腔及其输出特性 |
3.3.3 基于Sagnac环的8 字腔及其输出特性 |
3.4 非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模的区别 |
3.5 小结 |
第四章 光谱可调谐的中红外光学频率梳 |
4.1 3.0~4.4μm可调谐中红外光学频率梳 |
4.1.1 掺镱光纤光学频率梳 |
4.1.2 啁啾脉冲放大器 |
4.1.3 中红外光学频率梳的产生 |
4.1.4 噪声分析 |
4.2 3.3~5.2μm可调谐中红外光学频率梳 |
4.2.1 自相似放大器 |
4.2.2 中红外光学频率梳的产生 |
4.3 小结 |
第五章 宽带中红外光学频率梳 |
5.1 宽带中红外光学频率梳的产生 |
5.1.1 近红外光学频率梳 |
5.1.2 泵浦光功率放大 |
5.1.3 信号光光谱非线性展宽 |
5.1.4 近红外系统带宽的验证 |
5.1.5 PPLN晶体周期结构的优化 |
5.1.6 中红外光学频率梳的产生 |
5.1.7 相干性验证以及吸收光谱测量 |
5.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
5.2.1 非线性晶体的优化 |
5.2.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
5.3 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简历以及科研成果 |
个人简历 |
学术论文 |
荣誉和奖励 |
致谢 |
(3)掺镱光纤光学频率梳及其关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 超快激光器发展概述 |
1.2 超快光纤激光器的发展 |
1.2.1 光纤及超快光纤振荡器的发展 |
1.2.2 超快光纤放大器的发展 |
1.3 光学频率梳基本原理和进展 |
1.3.1 光学频率梳基本原理 |
1.3.2 光纤光学频率梳的发展 |
1.4 光学频率梳的应用 |
1.5 本论文的主要研究内容 |
第二章 超快掺镱光纤激光器的实验研究 |
2.1 非线性偏振旋转锁模光纤激光器的实验研究 |
2.1.1 非线性偏振旋转锁模原理 |
2.1.2 NPE锁模光纤激光器的实验研究 |
2.2 SESAM锁模光纤激光器 |
2.2.1 SESAM锁模光纤激光器关键器件及工作原理 |
2.2.2 SESAM锁模光纤激光器的实验研究 |
2.3 全光纤结构SESAM锁模光纤激光器 |
2.4 本章小结 |
第三章 超连续光谱产生的实验研究 |
3.1 超连续光谱产生原理 |
3.2 拉锥单模光纤的超连续光谱产生实验 |
3.2.1 拉锥单模光纤的模场 |
3.2.2 拉锥单模光纤的非线性 |
3.2.3 拉锥单模光纤的制作方法 |
3.2.4 拉锥单模光纤中的超连续光谱产生实验 |
3.3 光子晶体光纤中的超连续光谱产生实验 |
3.4 拉锥光子晶体光纤中的超连续光谱产生实验 |
3.5 光子晶体光纤低损耗熔接的实验 |
3.6 本章小结 |
第四章 掺镱光纤光学频率梳的实验研究 |
4.1 全锁定的250 MHz掺镱光纤光学频率梳的实验研究 |
4.1.1 250 MHz掺镱光纤光学频率梳实验装置 |
4.1.2 250 MHz锁模光纤振荡器参数 |
4.1.3 载波包络相移频率锁定到射频参考源的实验研究 |
4.1.4 重复频率锁定到射频参考源的实验研究 |
4.1.5 光学频率梳锁定至光频参考源的实验研究 |
4.2 全光纤结构超连续光谱产生实验 |
4.3 本章小结 |
第五章 应用于时频传递的工程化光纤光梳 |
5.1 基于光学频率梳的空间双向时频传递原理 |
5.2 低功率工程化掺镱光纤光学频率梳 |
5.2.1 改进的NPE锁模光纤振荡器 |
5.2.2 低功率工程化光纤光学频率梳的实验研究 |
5.3 高功率工程化光纤光学频率梳 |
5.3.1 高功率光纤光梳面临的问题及解决方案 |
5.3.2 高功率光纤光梳设计方案及实验结果 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 本论文研究内容及取得的进展 |
6.2 研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)CIAE放射性药物和标记化合物的发展(论文提纲范文)
1 原子能院放射性药物的初创阶段(1956—1985年) |
1.1 医用放射性同位素及放射性药物[3-4] |
1.2 放射性同位素标记化合物 |
1.3 放射免疫分析药盒[1,5-6] |
2 原子能院放射性药物的快速发展阶段(1985—2003年) |
2.1 放射性药物[2] |
1) 诊断用放射性药物 |
(1) 99Tcm及其药盒 |
(2) 131I诊断胶囊 |
(3) 加速器药物 |
2) 治疗用放射性药物 |
(1) 153Sm-EDMTP |
(2) 90Sr/90Y前列腺增生治疗仪 |
(3) 放射性种子源 |
2.2 放射免疫分析药盒和标记化合物 |
3 原子能院放射性药物发展的新时期(2003年3月至今 ) |
3.1 123I放射性药物 |
3.2 177Lu放射性药物[12-16] |
3.3 硼中子俘获治疗药物[17-22] |
3.4 放射免疫分析药盒 |
3.5 放射性标记化合物 |
4 未来的发展方向 |
1) 基于原子能院的综合优势,发展有特色研究方向 |
2) 加强基础研究,产生原创性成果 |
3) 根据应用前景,进行产品开发和转化 |
4) 加强国内外合作 |
5 结语 |
(5)1.5 μm高功率窄线宽光纤激光MOPA关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 单频激光概述 |
1.2 高功率窄线宽单频激光的应用 |
1.3 单频窄线宽光纤激光的研究现状和发展趋势 |
1.3.1 功率提升 |
1.3.2 频率稳定 |
1.4 本论文的工作 |
第2章 1.5μm波段kHz线宽高功率光纤放大器设计 |
2.1 1.5μm波段光纤放大器特性分析 |
2.1.1 掺铒光纤放大器 |
2.1.2 铒镱共掺光纤放大器 |
2.2 铒镱共掺光纤放大器实验研究 |
2.2.1 实验方案 |
2.2.2 实验结果与讨论 |
2.3 基于辅助信号注入技术的铒镱共掺光纤放大器 |
2.3.1 实验方案 |
2.3.2 实验结果与讨论 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于铷原子饱和吸收光谱的稳频技术 |
3.1 用于精密测量的单频激光 |
3.2 基于光纤激光倍频的780 nm激光源 |
3.2.1 1560nm单频窄线宽DBR激光器 |
3.2.2 1560nm光器倍频 |
3.3 基于铷原子吸收线的稳频实验研究 |
3.3.1 饱和吸收光谱理论 |
3.3.2 基于原子吸收线的锁定原理 |
3.3.3 频率稳定的780 nm激光实验研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 频率稳定的高功率窄线宽激光器样机研制 |
4.1 单频窄线宽MOPA型光纤激光器 |
4.1.1 全光纤MOPA结构 |
4.1.2 双包层光纤的熔接涂覆操作 |
4.2 机械结构设计 |
4.2.1 电学模块 |
4.2.2 光学模块 |
4.3 激光器热管理 |
4.3.1 光纤放大器热分析 |
4.3.2 光纤放大器散热措施 |
4.4 样机测试结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(6)百瓦级超短脉冲掺镱光纤放大器及超连续谱产生的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 超短脉冲激光器的研究背景及意义 |
1.2 超短脉冲光纤激光器的研究进展 |
1.2.1 超短脉冲光纤激光振荡器的研究进展 |
1.2.2 超短脉冲光纤激光放大器的研究进展 |
1.3 本论文主要研究工作 |
第2章 全光纤超短脉冲振荡器的理论和实验研究 |
2.1 光纤激光振荡器锁模原理 |
2.2 NPR锁模光纤激光振荡器的研究 |
2.2.1 NPR锁模技术的理论研究 |
2.2.2 全光纤NPR锁模激光振荡器的实验研究 |
2.3 SESAM锁模光纤激光振荡器的研究 |
2.3.1 SESAM锁模技术的理论研究 |
2.3.2 全光纤保偏SESAM锁模激光振荡器的研究 |
2.4 自制SESAM锁模激光振荡器的研究 |
2.4.1 SESAM的制作原理 |
2.4.2 全光纤自制 SESAM 锁模激光振荡器的实验研究 |
2.5 全光纤SWCNTs锁模激光振荡器的研究 |
2.5.1 SWCNTs锁模技术的理论研究 |
2.5.2 全光纤SWCNTs锁模激光振荡器的实验研究 |
2.6 本章小结 |
第3章 全光纤超短脉冲放大器的理论和实验研究 |
3.1 光纤激光放大器的理论研究 |
3.1.1 保偏光纤 |
3.1.2 镱离子的能级结构及吸收/发射截面 |
3.1.3 光纤色散特性 |
3.1.4 光纤的非线性效应 |
3.1.5 速率方程 |
3.2 脉冲展宽器与压缩器的理论研究 |
3.3 百瓦级全光纤皮秒脉冲MOPA放大器 |
3.3.1 理论模拟 |
3.3.2 实验装置 |
3.3.3 实验结果及分析 |
3.4 高功率全光纤保偏皮秒脉冲MOPA放大器 |
3.4.1 实验装置 |
3.4.2 实验结果及分析 |
3.5 百瓦级全光纤保偏皮秒脉冲CPA放大器 |
3.5.1 理论模拟 |
3.5.2 实验装置 |
3.5.3 实验结果及分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 全光纤超连续谱光源的研究 |
4.1 超连续谱光源的理论研究 |
4.1.1 超连续谱的产生机理 |
4.1.2 超连续谱产生的理论模拟 |
4.2 实验装置 |
4.3 实验结果及分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 论文总结与工作展望 |
5.1 论文的总结与结论 |
5.2 后续研究工作的展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
致谢 |
(7)小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 光学频率梳概述 |
1.2 光频梳的产生原理 |
1.3 光学频率梳的应用 |
1.4 掺铒光纤光频梳的研究现状 |
1.5 本论文的选题意义与结构安排 |
第2章 全保偏掺铒光纤飞秒脉冲的产生与放大技术研究 |
2.1 全保偏飞秒锁模光纤激光的产生技术 |
2.1.1 飞秒光纤激光的产生原理 |
2.1.2 被动锁模光纤激光技术 |
2.1.3 基于SESAM锁模机制的全保偏飞秒光纤激光实验研究 |
2.2 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大及压缩实验研究 |
2.2.1 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大原理 |
2.2.2 飞秒脉冲光纤激光的非线性放大及压缩实验研究 |
2.3 小结 |
第3章 全保偏掺铒光纤光频梳频率探测及精密控制技术研究 |
3.1 重复频率及载波包络偏移频率的产生和探测 |
3.1.1 重复频率的产生及探测 |
3.1.2 基于非线性波长变换技术的自参考载波包络偏移频率的探测 |
3.1.3 全光纤结构的集成f-2f干涉仪设计及实现 |
3.2 光频梳频率反馈机制与不动点模型 |
3.3 频率控制促动器 |
3.4 锁相环原理及技术简介 |
3.5 光频梳频率静态调节及动态响应特性实验研究 |
3.5.1 重复频率与载波包络偏移频率的静态调节特性 |
3.5.2 光频梳频率动态响应特性 |
3.6 光频梳频率锁定技术实验研究 |
3.6.1 重复频率锁定的实验研究 |
3.6.2 载波包络偏移频率锁定的实验研究 |
3.7 小结 |
第4章 全保偏双色可见光频梳产生的实验研究 |
4.1 光频梳波长变换技术研究概述 |
4.2 543nm和633nm可见光光梳光谱产生实验研究 |
4.2.1 三支路全保偏光纤基础的可见光梳系统结构 |
4.2.2 超连续谱的产生过程及结果 |
4.2.3 非线性频率转换原理 |
4.2.4 543nm和633nm激光的产生 |
4.3 小结 |
第5章 全保偏掺铒光纤稳频光频梳小型化及环境适应性研究 |
5.1 小型化、高集成、全保偏掺铒光纤稳频光频梳的设计与实现 |
5.2 冲击振动适应性研究 |
5.2.1 冲击振动实验及结果 |
5.2.2 冲击振动结果分析 |
5.3 环境温度变化适应性研究 |
5.4 小结 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
附录 缩略词 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)基于激光差频技术的高功率中红外皮秒脉冲簇激光光源研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 掺镱光纤被动锁模激光器及功率放大器概述 |
1.2.1 掺镱光纤被动锁模激光器发展概述 |
1.2.2 掺镱光纤被动锁模激光器分类及实现方法 |
1.2.3 主振荡掺镱光纤激光功率放大器概述 |
1.3 基于准相位匹配技术的光参量转换概述 |
1.3.1 准相位匹配技术简介 |
1.3.2 超快中红外激光器概述 |
1.4 本论文研究意义与工作内容 |
1.5 本论文结构框架 |
1.6 本章小结 |
2 用于参量转换的高功率超短脉冲簇光纤激光器研究 |
2.1 引言 |
2.2 基于非线性环形镜被动锁模光纤激光器研究 |
2.2.1 非线性环形镜原理简介 |
2.2.2 基于非线性环形镜被动锁模光纤激光器数值仿真 |
2.2.3 基于NALM光纤激光器实验设计 |
2.2.4 实验结果与分析 |
2.3 基于二维材料可饱和吸收体被动锁模光纤激光器研究 |
2.3.1 基于MoO_3-SA被动锁模光纤激光器研究 |
2.3.2 基于CNTs-SA被动锁模光纤激光器研究 |
2.4 超短脉冲簇的产生及功率放大 |
2.4.1 脉冲簇的产生 |
2.4.2 脉冲簇光纤MOPA系统及其结果分析 |
2.5 本章小结 |
3 基于窄光谱信号光注入的光参量差频技术研究 |
3.1 引言 |
3.2 准相位匹配理论基础 |
3.3 窄光谱激光光源的产生及功率放大 |
3.3.1 窄光谱激光光源的产生 |
3.3.2 信号光源功率放大 |
3.4 光学参量差频实验设计与结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 基于宽光谱信号光注入的波长调谐差频技术研究 |
4.1 引言 |
4.2 波长调谐差频原理 |
4.3 宽光谱激光光源的产生及功率放大 |
4.4 波长调谐差频实验设计与结果分析 |
4.5 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 主要研究成果和创新点 |
5.1.1 主要研究成果 |
5.1.2 主要创新点 |
5.2 工作中存在的不足与后续工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
作者简历 |
博士期间取得的科研成果 |
(9)面向气体探测应用的窄线宽光纤激光器研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 激光及光纤激光器概述 |
1.3 包层泵浦及泵浦结构 |
1.4 单纵模激光的实现方法 |
1.5 本论文内容安排 |
1.6 本论文主要创新点 |
2 高功率定波长单纵模掺铥光纤激光器 |
2.1 2μm激光概述 |
2.1.1 2μm激光应用 |
2.1.2 2μm激光实现方式 |
2.2 增益介质-掺铥石英光纤 |
2.3 波长选择器件-光纤布拉格光栅 |
2.4 高功率光纤泵浦激光器 |
2.5 定波长掺铥光纤激光器的光学结构及工作原理 |
2.6 定波长掺铥光纤激光器的激光输出特性 |
2.7 本章小结 |
3 宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器 |
3.1 激光波长的调谐方式 |
3.2 基于法布里-珀罗腔原理的可调谐滤波器 |
3.3 带间泵浦的可调谐掺铥光纤激光器 |
3.3.1 激光器光学结构及工作原理 |
3.3.2 激光器输出特性 |
3.4 790nm泵浦的高功率可调谐掺铥光纤激光器 |
3.4.1 激光器光学结构及工作原理 |
3.4.2 激光器输出特性 |
3.5 本章小结 |
4 宽带可调谐单纵模布里渊光纤激光器 |
4.1 引言 |
4.1.1 光纤中的受激布里渊散射 |
4.1.2 2μm布里渊光纤激光器进展 |
4.2 增益介质-高掺锗光纤 |
4.3 可调谐单纵模布里渊光纤激光器的光学结构及工作原理 |
4.4 可调谐单纵模布里渊光纤激光器的激光输出特性 |
4.5 本章小结 |
5 1.65微米高功率窄线宽拉曼光纤激光器 |
5.1 引言 |
5.1.1 甲烷气体探测 |
5.1.2 光纤中的受激拉曼散射 |
5.2 1.65μm高功率拉曼连续光纤激光器 |
5.2.1 1541 nm高功率连续泵浦激光器 |
5.2.2 拉曼激光器光学结构及工作原理 |
5.2.3 拉曼激光器输出特性 |
5.3 1.65μm高功率拉曼脉冲光纤激光器 |
5.3.1 方案设计 |
5.3.2 1541 nm高功率脉冲泵浦激光器 |
5.3.3 拉曼激光器光学结构及工作原理 |
5.3.4 拉曼激光器输出特性 |
5.4 本章小结 |
6 论文总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
(10)微下拉法生长高质量YAG和YSGG激光单晶光纤及其应用技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 激光增益介质概述 |
1.3 单晶光纤材料 |
1.3.1 单晶光纤概念及特点 |
1.3.2 单晶光纤生长方法及包层研究 |
1.3.3 单晶光纤发展现状 |
1.4 微下拉单晶生长技术(μ-PD) |
1.4.1 微下拉法概述 |
1.4.2 微下拉法单晶生长技术研究 |
1.5 本论文的选题意义、目的及主要研究内容 |
1.6 参考文献 |
第二章 实验中使用的仪器、试剂及测试方法 |
2.1 单晶光纤生长影响因素 |
2.2 实验试剂、测试方法及条件 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 单晶光纤质量评价 |
2.2.3 元素组成分析 |
2.2.4 光学性质 |
第三章 Nd: YAG单晶光纤生长及性能表征 |
3.1 引言 |
3.2 微下拉单晶生长设备 |
3.3 Nd: YAG单晶生长 |
3.3.1 多晶料合成 |
3.3.2 设备改进及工艺优化 |
3.3.3 定向籽晶生长与加工 |
3.3.4 溶胶凝胶法制备单晶光纤包层 |
3.4 晶体质量表征 |
3.4.1 单晶结晶性能测试 |
3.4.2 直径起伏测试 |
3.4.3 离子分布测试 |
3.4.4 光纤损耗测试 |
3.4.5 光学质量表征 |
3.5 YAG晶体中应力集中区(核心)研究 |
3.5.1 YAG晶体应力核心研究 |
3.5.2 减小单晶光纤应力核心的探索 |
3.6 本章小结 |
3.7 参考文献 |
第四章 Nd: YAG单晶光纤连续激光输出及激光放大应用 |
4.1 引言 |
4.2 单晶光纤连续激光输出 |
4.2.1 实验装置 |
4.2.2 激光实验 |
4.3 双程激光放大实验 |
4.3.1 实验装置 |
4.3.2 激光实验 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
第五章 Er: YSGG单晶光纤的生长及性能表征 |
5.1 引言 |
5.2 单晶生长 |
5.2.1 多晶料合成 |
5.2.2 生长条件探索及工艺优化 |
5.2.3 晶胞参数测试 |
5.3 晶体质量表征 |
5.3.1 单晶性能测试 |
5.3.2 离子浓度分布 |
5.3.3 光学质量表征 |
5.3.4 光谱性能表征 |
5.4 本章小结 |
5.5 参考文献 |
第六章 共掺Nd~(3+)对Er:YSGG单晶光纤3μm光谱性能影响 |
6.1 引言 |
6.2 晶体生长 |
6.3 热学性能表征 |
6.4 Nd~(3+)敏化效应研究 |
6.4.1 吸收光谱分析 |
6.4.2 发射光谱分析 |
6.5 Nd~(3+)退激活效应研究 |
6.5.1 荧光寿命分析 |
6.5.2 Nd~(3+)退激活作用机理 |
6.6 本章小结 |
6.7 参考文献 |
第七章 总结与展望 |
7.1 论文总结 |
7.2 论文创新点 |
7.3 有待开展的工作 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
攻读学位期间所获荣誉与奖励 |
攻读学位期间参加的会议 |
攻读学位期间参与的项目 |
附件 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
四、~(103)Pd种子源的研制与应用(论文参考文献)
- [1]全固态激光器高效倍频、三倍频研究[D]. 杨厚文. 山东大学, 2021(10)
- [2]基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究[D]. 周廉. 华东师范大学, 2021(12)
- [3]掺镱光纤光学频率梳及其关键技术研究[D]. 汪会波. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [4]CIAE放射性药物和标记化合物的发展[J]. 樊彩云,韩世泉,罗志福. 原子能科学技术, 2020(S1)
- [5]1.5 μm高功率窄线宽光纤激光MOPA关键技术研究[D]. 魏珊珊. 中国科学技术大学, 2020
- [6]百瓦级超短脉冲掺镱光纤放大器及超连续谱产生的研究[D]. 苏宁. 北京工业大学, 2020(06)
- [7]小型化飞秒光纤光频梳及波长变换关键技术研究[D]. 蔡亚君. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(06)
- [8]基于激光差频技术的高功率中红外皮秒脉冲簇激光光源研究[D]. 乐文杰. 浙江大学, 2020(02)
- [9]面向气体探测应用的窄线宽光纤激光器研究[D]. 尹韬策. 浙江大学, 2020(02)
- [10]微下拉法生长高质量YAG和YSGG激光单晶光纤及其应用技术研究[D]. 武柏屹. 山东大学, 2020(10)