Волоконные иттербиевые лазеры сверхкоротких импульсов без внутрирезонаторной компенсации дисперсии с использованием нелинейного волоконного зеркала и модулятора на основе углеродных нанотрубок

• Автор: Бородкин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Оглавление

Список используемых сокращений

Введение

Глава 1. Распространение импульсного излучения в оптических волокнах

1.1. Строение и свойства оптических волокон

1.2. Модели световых импульсов

1.3. Нелинейное уравнение Шредингера

1.4. Дисперсия в оптическом волокне

1.5. Фазовая самомодуляция

1.6. Численные методы решения нелинейного уравнения Шредингера

1.7. Выводы к главе

Глава 2. Основные принципы формирования УКИ в волоконных резонаторах
2.1. Синхронизация мод как способ получения лазерных УКИ
2.2. Основные режимы стабильной импульсной генерации в волоконных резонаторах
2.3. Флуктуационная модель формирования УКИ
2.4. Способы амплитудной самомодуляции излучения в резонаторе
2.5. Нестабильность импульсной генерации, связанная с модуляцией добротности
2.6. Способы измерения длительности ультракоротких импульсов
2.7. Компрессия чирпованного импульса дифракционными решетками
2.8. Выводы к главе

Глава 3. Импульсные иттсрбиевые волоконные лазеры с модулятором на основе нелинейного волоконного зеркала
3.1. ГТикосекундный лазер с НВЗ
3.2. Субнаносекундный волоконный лазер с НВЗ
3.3. Второй режим генерации волоконного лазера с НВЗ
3.4. Выводы к главе
Глава 4. Исследование насыщающегося поглощения композитных полимерных пленок на основе графена и ОУНТ
4.1. Методика получения и измерение параметров композитных пленок с углеродными наноструктурами
4.2. Многослойный графен, полученный механической эксфолиацией
4.3. Методики измерения свойств насыщенного поглощения
4.4. Измерение свойств нелинейного поглощения опытных образцов композитных пленок
4.5. Измерение свойств нелинейного поглощения листов графена, полученного механической эксфолиацией
4.6. Измерение порогов оптического разрушения образцов на основе полимера КМЦ
4.7. Выводы к главе
Глава 5. Импульсный иттербиевый волоконный лазер с нелинейным модулятором на основе композитной полимерной пленки с ОУНТ
5.1. Схема волоконного резонатора
5.2. Исследование параметров волоконного осциллятора с насыщающимся поглотителем ОУНТ-КМЦ
5.3. Обсуждение результатов
5.4. Выводы к главе
Заключение
Список литературы

Глава 2. Основные принципы формирования УКИ в волоконных резонаторах
2.1. Синхронизация мод как способ получения лазерных УКИ
В волоконных лазерах генерация ультракоротких импульсов (УКИ)
осуществляется при помощи самосинхронизации мод или пассивной синхронизации мод [17]. Этот метод заключается в генерации большого числа продольных мод с определенным фазовым соотношением. Если фазы синхронизованы таким образом, что происходящая между ними интерференция приводит к биениям (усилению одного порядка и ослаблению других), то в результате временная зависимость интенсивности излучения приобретает вид периодической последовательности импульсов. Их длительность обратно пропорциональна ширине спектра, охватывающего эти моды, а период равен времени обхода резонатора.
Рассмотрим простой пример синхронизации мод, когда все моды имеют одинаковую амплитуду Ео, расстояние между соседними модами равно Дсо, мо - частота центральной моды, срч - фаза моды ц, а общее число мод N=211+1. Тогда электромагнитное поле этих мод можно записать в виде суммы по всем модам излучения:
В данном случае синхронизацией мод называют ситуацию, когда фц —
Получается сигнал с амплитудной модуляцией на центральной частоте со0- Амплитудная модуляция определяется множителем:

(2.1)

(2.2)