多芯超大模場光子晶體光纖飛秒雷射放大系統的研究

《多芯超大模場光子晶體光纖飛秒雷射放大系統的研究》是依託天津大學，由胡明列擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多芯超大模場光子晶體光纖飛秒雷射放大系統的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡明列
• 依託單位：天津大學

項目摘要

大模面積光子晶體光纖能有效降低飛秒光纖雷射系統中的非線性效應，從而極大地提高光纖飛秒雷射系統性能。光子晶體光纖優異的可設計特性能方便地設計出多芯結構。多芯大模面積光子晶體光纖不僅能進一步提高有效模場面積，而且各個纖芯之間離散分布，熱應力等問題也得到了緩解，從而在高功率光纖雷射器的套用中能進一步降低非線性效應的影響，提高輸出功率。因此本項目提出將這種多芯大模場光子晶體光纖套用于飛秒雷射放大系統，將能大大提高輸出脈衝能量和峰值功率。而且如何在多芯光子晶體光纖中選出同相位超模和保證同相位超模的穩定運轉也是極具研究價值的科學問題。多芯光子晶體光纖的空氣孔結構對各個纖芯之間耦合的影響，增益條件下各個超模之間的競爭，以及超模運轉條件下飛秒雷射脈衝的時域和頻域特性等都需要系統地研究。研究結果將對光纖飛秒雷射器性能提升和套用有重要的參考價值。

結題摘要

對課題任務書要求，按計畫開展項目研究工作，圍繞著多芯光子晶體光纖飛秒放大系統進行了一系列的理論分析模擬和實驗研究：對多芯光子晶體光纖的傳輸特性和超模選擇機理進行了深入研究，最佳化了多芯光子晶體光纖參數，設計了滿足不同需求的多芯光子晶體光纖；進一步完善了的光子晶體光纖飛秒雷射技術的理論體系，實現了光子晶體光纖飛秒振盪器和放大器中脈衝動力學過程的創新；研製成功多芯光子晶體光纖飛秒雷射放大系統，得到了高平均功率（平均功率達110W），高光束質量的飛秒雷射輸出；拓展了光子晶體光纖飛秒雷射的運轉波長：多芯光子晶體光纖中高功率超連續光譜產生，高功率紅光到中紅外波長可調諧的飛秒雷射源，高功率的超寬頻太赫茲輻射波的產生。 課題組共有1名教授、1名講師1位博士後以及10位研究生參加了工作。共發表論文24篇，其中SCI檢索論文22篇，發表在國際高水平期刊Optics Letters等雜誌論文10篇。出版《光子晶體光纖與飛秒雷射技術》一書。項目負責人還榮獲金國藩青年學子獎和天津市五四青年獎章，並申請獲批自然基金優秀青年基金。