《傳輸極限皮秒脈衝光纖放大的理論和實驗研究》是依託江蘇師範大學，由趙鷺明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：傳輸極限皮秒脈衝光纖放大的理論和實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙鷺明
- 依託單位：江蘇師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對皮秒脈衝放大難以兼顧大功率放大和獲得傳輸極限放大脈衝的問題，提出和研究從根本上克服非線性效應對放大脈衝的光譜展寬、大幅提高放大脈衝的脈衝能量和峰值功率並同時獲得好的光束輸出質量的新技術方案。其核心是在放大前將皮秒種子脈衝等分複製成小脈衝串並加以時延，經光纖放大後再補償時延併疊加所有放大脈衝從而獲得具有高峰值功率的傳輸極限皮秒脈衝，除使用大模場面積增益光纖降低非線性效應外，還通過使用圓偏振放大替代線偏振放大以減少非線性相位積累，並且使用法拉第旋轉鏡自動抵消增益光纖中的雙折射擾動，採用直接線性偏振輸出避免在非保偏增益光纖中放大輸出的偏振弱化效應。這一方案根本上解決了傳輸極限皮秒脈衝放大的問題。通過本項目對傳輸極限皮秒脈衝放大的深入研究，以期對皮秒量級脈衝的放大有一突破性的認識從而使對皮秒脈衝的利用可以趕上納秒和飛秒脈衝。
結題摘要
針對皮秒脈衝放大難以兼顧大功率放大和獲得傳輸極限放大脈衝的問題，提出和研究克服非線性效應對放大脈衝的光譜展寬、大幅提高放大脈衝的脈衝能量和峰值功率並同時獲得好的光束輸出質量的技術方案。其核心是在放大前將皮秒種子脈衝等分複製成小脈衝串並加以時延，經光纖放大後再補償時延併疊加所有放大脈衝從而獲得具有高峰值功率的傳輸極限皮秒脈衝。在基金支持下，研究內容涉及種子源產生脈衝的性質研究、矢量孤子的偏振調控、耗散孤子共振型脈衝的特性以及皮秒脈衝放大系統的參數確定等方面。通過數值模擬揭示了耗散孤子陡峭光譜邊緣的形成機理；實驗報導並解釋了全正色散光纖雷射器中耗散孤子的光譜變化和光譜跳變特性；在L波段用非線性偏振旋轉鎖模技術實現飛秒脈衝鎖模；理論分析了光纖雷射器中初始條件對暗孤子脈衝形成的影響；證實了光纖雷射器中由腔導致的峰值功率鉗位效應的存在，雷射器性能依賴於具體的腔結構；對“類噪聲”脈衝的自相關特性進行研究；耗散孤子的泵浦磁滯回線和雙穩態得到證實；數值模擬確認周期分叉在總色散為零的色散管理光纖雷射器中的存在；首次在摻銩光纖雷射器中實驗觀測並理論復現矢量孤子的產生，證明了矢量孤子的生成與波長無關；通過數值模擬研究了2μm波段正色散光纖雷射器中的耗散矢量孤子的產生及其性質；觀測到矢量耗散孤子的束縛態；通過偏振操控群速度鎖定的矢量孤子實現偽高階群速度鎖定矢量孤子；首次確認耗散孤子共振型脈衝具有特殊的啁啾結構；基於時分複製皮秒脈衝光纖放大的理論模型，數值研究了五級雙折射晶體級聯時分複製光纖放大系統的各參數對放大脈衝特性的影響。確定了在光纖放大器非線性係數已知並且最大增益有限的條件下，為獲得10 MW峰值功率且保持變換極限的皮秒放大脈衝，提出了種子脈衝峰值功率和增益光纖長度的選擇標準。
