当前课程知识点：超短脉冲激光技术 > 第十三章：超短脉冲光纤激光器 > 13.3 锁模脉冲类型 > 锁模脉冲类型（二）
我们现在看一下
超短脉冲光纤放大器
前面讲了一下
光纤这个振荡器就是
锁模光纤激光器的振荡器
因为要想获得一个高功率
高能量
那要把这个光纤激光器呢
给它输出来的这个锁模脉冲
作为种子光进行放大
因此介绍一下有几种光纤放大器
给几个例子
一个是掺镱的超短脉冲光纤放大器
这个是掺镱的超短脉冲光纤放大器的
一个装置图
主要分三个部分
上面的这个a部分是振荡器
就是输出种子光的
下面这个b部分呢是光纤放大器部分
右边这个是脉冲压缩部分
主要分三段
先看一下它的这个振荡级部分
振荡级呢给了一个输出
它又前面讲过
它有不同的模式输出
挑一个比较好的一个脉冲输出
这个脉冲的自相关曲线呢
跟高斯脉冲差不多
那振荡级的腔长
用了一个短腔
用的是一个2.25米的一个腔长
最大泵浦功率呢是600个毫瓦
就可以输出这个
下面这个是它的这个输出的光谱图
也可以看到它的这个光谱的宽度呢
大概是在12个纳米
输出的脉宽是4.58个皮秒
输出功率是在100个毫瓦
重皮是88.29个兆赫兹
单脉冲能量是1.12nJ
信噪比还可以74的dB
然后拿它作为一个种子源
放到放大器中去
看看输出什么样的结果
下面这部分呢就是放大器
只做了一级放大
一级放大用了一个
这个双包层的掺Yb的
fiber
光纤作为它的这个放大输出
放大输出以后呢
就是种子光出来等于没有压缩
先做放大
放大了以后输出来的这个泵浦源用的是
两个泵浦源
两个泵浦源最大功率是用的是7W
然后呢
泵浦光的中心波长
是在976个nm和975个nm
两个半导体激光器,
如果这个增益介质
用的这个长度是12m的话
看一下它的输出结果呢
就这个是它的输出光谱图
可以看到前面这部分
就是在这个1.3个微米
就是1300微米之前
这个光强还是比较强的
然后后面呢就可以扩展到1600个纳米
然后后面就其实就变成了一个拉曼效应
拉曼放大效应在里头
那这个光谱输出的谱宽
大概是在1050到1600个nm
如果滤出来这个1200nm附近处
看看这个脉冲等于什么
1200nm处呢可以获得一个输出功率
大概是在300个毫瓦的
这么一个输出功率
这个主要是想做这个生物实验用的
下面的第三个光点呢
是做了一个倍频
因为光谱比较宽
所以就在这个可见光内
就可以输出不同颜色的光
如果咱们把这个增益光纤呢
给它放个短一点
就切成6m
刚才是12m
如果切成6m的话
看一下它这个输出光的光谱
就明显的变窄了
就是说其实是这个拉曼效应会比较弱
但是这个时候如果
调节这个腔内的光参数
比方说偏振态呀
可饱和吸收体的这个位置
就可以得到一个
比较窄的脉冲输出
这个右边是它的脉冲输出的
这个自相关曲线
自相关曲线的实际上
看到它实际上是
一个类噪声脉冲输出
底下有个底座
上面有一个尖峰
底座呢宽度是
3.7个ps
尖峰的
脉冲宽度是14.5fs
所以这个在类噪声这个
这一类输出的这个脉冲中
这个脉宽还是比较窄的
后面也分析下
理论上分析了一下说
为什么可以这个装置可以
压窄到14.5fs
这个理论分析在这不讲了
大家如果感兴趣去
可以看一下相关的论文
刚才那个是说在里头
有各种非线性效应
那如果想要得到一个高功率的
高能量的脉冲输出的话
通过种子光
也可以用其他的放大方式
这个就是
普通的放大叫MOPA放大
就叫做这个主振荡放大
所以这是第二个例子
就是前面这一部分
相当于是提供了一个种子源
当然种子源里头它也有不同的放大
通过一级 二级放大
然后最后加一个主放大
所以主放大在最后那一端
它的那个泵浦功率就会比较大
所以直接放大输出
这个是一个线性腔的装置
所以线性腔呢里头用到了光纤光栅
最右边这个是SESAM
是作为一种子光的
那个可饱和吸收体的
这个输出的功率呢还是很强的
这个可以输出到220瓦的线偏振输出
峰值公率可以到48千瓦
脉宽是在皮秒量级
所以这个是主振荡放大器
还可以做什么什么样的放大器呢
可以做啁啾脉冲放大器
这个啁啾脉冲放大器
在下一章会给大家
详细的解释一下
什么叫啁啾脉冲放大器
这个只是在光纤激光器中
也可以用啁啾脉冲放大
可以获得这个高能量的脉冲输出
这个是一个典型的结构
前面也是种子光输出
然后前面有几级预放
最后为了获得高能量的输出呢
用的是这个光子晶体光纤
作为它的这个放大就是
其实有点回来了
这个光纤它的优点是
表面积比较大
但是缺点就是它的
芯区的面积是比较小的
那面积小就带来非线性效应
那所以要想获得高能量呢
让它的这个面积
芯区的面积越大越好
大最大什么又回到棒状状态了
所以呢就可以是一个棒状晶体
或者是叫光子晶体光纤
这个出来以后呢给它在压缩
这后面有一个光栅对做压缩
压缩之后就可以
输出一个窄脉冲的高能量激光
这个里头用到了一个技术呢
用到了一个光谱整形技术
就给它整成有点像自相似
前面讲过来自相似吗
它的这个脉冲就不容易分裂
所以可以获得这个高能输出
这个是这个王璞老师
他们获得的一个结果
右边是它的这个输出的特性曲线图
主要获得的呢就是中心波长
是在1064的nm
3dB带宽是15个nm
重频是0.5到2个兆赫兹可调
脉宽是172fs
脉冲能量就可以到27个微焦了
峰值功率是113个MW
所以这个呢就是一个CPA的
光纤放大系统
所以这一部分的主要
是给了锁模光纤放大器的几个例子
包括非线性光纤放大器
MOPA系统
还有这个啁啾脉冲放大系统
并且给了一些输出参数
这一章就讲到这里
谢谢大家
-1.1 绪论
--绪论
-第一章 测试
--第一章 测试
-2.1 色散
--色散（一）
--色散（二）
-2.2 非线性&2.3 耗损
--非线性（一）
-第二章 测试
--第二章 测试
-3.1 锁模脉冲产生基本原理
-3.2 主动锁模方式
--主动锁模方式
-3.3 被动锁模方式
--被动锁模方式
-第三章 测试
--第三章 测试
-4.1 麦克斯韦方程&4.2 线性波动方程&4.3 非线性薛定谔方程
-4.4 高阶非线性薛定谔方程&4.5 数值解法
-第四章 测试
--第四章 测试
-5.1 色散的引入&5.2 群速度色散引起的脉冲展宽（一）
-5.2 群速度色散引起的脉冲展宽（二）
-5.2 群速度色散引起的脉冲展宽（三）
-5.2 群速度色散引起的脉冲展宽（四）&5.3三阶色散的影响
-第五章 测试
--第五章 测试
-6.1 SPM感应频谱变化&6.2群速度色散的影响（一）
-6.2 群速度色散的影响（二）&6.3 高阶非线性效应&6.4 SPM应用举例
-第六章 测试
--第六章 测试
-7.1 调制不稳定性&7.2 传统光孤子（一）
-7.2 传统光孤子（二）&7.3 其他类型孤子
-第七章 测试
--第七章 测试
-8.1 主方程
--主方程
-8.2 锁模光纤激光器数值模拟举例
-第八章 测试
-9.1 色散及色散补偿&9.2 棱镜对
--棱镜对（二）
-9.3 光栅对
--光栅对
-9.4 多层膜结构
--多层膜结构
-第九章 测试
--第九章 测试
-10.1 半导体可饱和吸收镜
-10.2 材料类可饱和吸收体
-第十章 测试
--第十章 测试
-11.1 克尔锁模固体激光器谐振腔设计
-11.2 克尔锁模激光器脉冲形成机制&11.3 典型固体激光器
-第十一章 测试
--第十一章 测试
-12.1 锁模光泵半导体薄片激光器简介
-12.2 基本理论
--基本理论
-12.3 锁模脉冲实验
--锁模脉冲实验
-第十二章 测试
--第十二章 测试
-13.1 光纤简介
--光纤简介
-13.2 光纤激光器锁模启动机制
-13.3 锁模脉冲类型
-第十三章 测试
--第十三章 测试
-14.1 啁啾脉冲放大器
--啁啾脉冲放大器
-14.2 啁啾脉冲展宽与压缩
-第十四章 测试
--第十四章 测试
-15.1 强度自相关测量法
--强度自相关测量法
-15.2 Frog测量法&15.3 Spider测量法
-第十五章 测试
--第十五章 测试
