全正色散被动锁模掺镱光纤激光器的研究的任务书.docx

全正色散被动锁模掺镱光纤激光器的研究的任务书
任务书
一、课题背景
近年来，随着信息技术的快速发展，越来越多的应用需要高性能的激光器来进行实现。其中，光纤激光器因其高能量利用率、稳定性和便于集成等优点，在医疗、军事、通信等领域得到广泛应用。而掺镱光纤激光器则是光纤激光器中应用最为广泛的一种，其发射波长可覆盖近红外波段，适用于微加工、光学测量、医学诊断等领域。
掺镱光纤激光器中，被动锁模同步器技术是实现高功率、高效率激光输出的关键技术之一。传统的锁模方式为主动锁模，主要依赖于外部稳定反馈来控制输出。而被动锁模则是通过在光纤中引入非线性光学效应，使得激光器能够自我调节到锁模状态。
然而，传统掺镱光纤激光器中常见的马氏镜被动锁模同步器存在着一些不足，如存在双折射效应、泵浦功率限制等问题，使得其输出功率不容易进一步提升。为此，研究全正色散被动锁模技术来替代传统的被动锁模同步器技术，将会是掺镱光纤激光器领域的一个重要突破。
二、研究目的
本课题的目标是研究全正色散被动锁模掺镱光纤激光器的设计、制备和性能研究。具体包括以下内容：
1.设计全正色散掺镱光纤激光器，并对激光器的优化进行研究；
2.研制制备全正色散掺镱光纤激光器器件，并进行测试和评估；
3.研究全正色散可调谐可拉曼光纤激光器的非线性光学效应，包括自相位调制、自引力调制等；
4.研究全正色散被动锁模掺镱光纤激光器的输出特性、功率和稳定性等性能，并进行比较分析。
三、研究内容和方案
1.全正色散掺镱光纤激光器的设计和优化研究
（1）基于参考文献，确定激光器的结构方案；
（2）建立全正色散掺镱光纤激光器的光学模型；
（3）优化激光器结构，以提高其输出功率、提高稳定性和红外输出波长范围。
2.全正色散掺镱光纤激光器器件的制备和性能测试
（1）采用双石墨炉法制备用于掺镱光纤的单模光纤预制棒；
（2）采用CVD法制备全正色散光纤光纤器件；
（3）测试制得的器件的加工质量、掺杂浓度等性能参数；
（4）测试制得的全正色散掺镱光纤激光器的输出功率及波长输出范围。
3.全正色散可调谐可拉曼光纤激光器的非线性光学效应研究
（1）基于光纤非线性效应理论，分析其产生机理及影响因素；
（2）研究激光器输出波长可调、拉曼效应的产生机理及影响因素。
4.全正色散被动锁模掺镱光纤激光器的性能研究
（1）测试全正色散被动锁模掺镱光纤激光器的光谱特性、输出功率、波长范围等；
（2）分析全正色散被动锁模掺镱光纤激光器相比传统被动锁模同步器的优点和不足，并进行比较分析。
四、研究进度安排
第一年：
1.完成全正色散掺镱光纤激光器的初步设计；
2.开始进行器件的制备；
3.完成非线性光学效应的理论研究。
第二年：
1.完成全正色散掺镱光纤激光器器件的制备；
2.进行器件加工和性能测试；
3.开始进行全正色散被动锁模掺镱光纤激光器性能研究。
第三年：
1.完成全正色散被动锁模掺镱光纤激光器性能研究；
2.编写研究报告和论文，并提交。
五、参考文献
[1]WangJ,ZhaoC,LuJ,PuJ,QianL.All-normal-dispersionpassivelymode-lockedYb-dopedfiberlaserbasedonafibertaper[J].Opticsletters,2014,39(7):2038-2041.
[2]WuJ,ZhongM,ChengS,etal.Allnormaldispersionultrafastfiberlaserwithpulseenergyupto70nJ[J].Optik,2015,126(7-8):779-782.
[3]ZhangT,ZhangH,WangY,HeJ,XuJ,LuoZ.Ramanfiberamplifierpumpedbyamode-lockedall-fiberTm-dopedfiberlaser[J].ChineseJournalofLasers,2015,42(11):1109002.
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[5]WangY,ZengX,ZhangH,etal.Widelytunableallnormaldispersionytterbium-dopedfiberlaserwithafew-modefiberBragggrating[J].OpticsCommunications,2018,415:40-45.