Skip to main content
SUPERVISOR
Asghar Gholami,Masoud Omoomi,Abolghasem Zeidaabadi Nezhad
اصغر غلامی (استاد راهنما) مسعود عمومی (استاد راهنما) ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Javad Hekmat
محمدجواد حکمت

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391
— In this research, by adopting an alternative novel approach to ultra-short giant pulse generation which basically originated from difficulties with traditional employed methods, an optimized Er/Yb co-doped double-clad fiber amplifier is applied to boost output average power of single mode output pulses to a high level of 2-W at 1.59-µm central wavelength. Output pulses of approximately 63-fs pulse width at 52-MHz repetition rate are obtained in an all-fiber monolithic laser configuration. The idea of employing parabolic pulse amplification for stretching output pulses together with high power pulse amplification using Er/Yb co-doped active fibers for compressing and boosting output average power, play crucial roles in obtaining desired results. The proposed configuration enjoys massive advantages over previously reported literature which make it well-suited for high-power precision applications such as medical surgery. Detailed dynamics of pulse stretching and compressing in active fibers with different GVD parameters are numerically and experimentally investigated. We also report the design and performance of a high power femtosecond laser source near 1 µm wavelength which is generated from an octave-spanning supercontinuum (SC) pumped by an Er-doped mode-locked laser. The laser system delivers 5W average power at 52MHz repetition rate and 135 fs pulse duration. Index Terms — Er/Yb fiber amplifier, SESAM Mode-locking, Ultra-short pulses
در سال های اخیر کاربردهای لیزرهای فمتوثانیه به دلیل دارا بودن حجم زیادی از انرژی در یک زمان بسیار کم، به صورت گسترده ای در حال رشد می باشد. از این میان کاربردهای پزشکی و صنعتی (پردازش مواد) در اولویت می باشند. روش های متعددی برای تولید و تقویت پالس های کوتاه ابداع یا مورد استفاده قرار گرفته است. در این رساله ضمن دسته بندی روش های موجود برای تولید پالس های فمتوثانیه در محیط های فیبری، به بیان معایب و محاسن مربوط به هر روش پرداخته ایم. به طور کلی این روش ها به دو دسته ی مستقیم و غیرمستقیم تقسیم بندی می شوند. در روش مستقیم، تولید پالس های کوتاه در نوسانساز با همان طول موج نهایی انجام می شود. این در حالی است که در روش غیرمستقیم، با استفاده از یک فرآیند غیرخطی و یک نوسانساز با طول موج اولیه، پالس نهایی در طول موج ثانویه تولید می شود. برتری این روش آن است که با استفاده از روش ساده تری فرآیند قفل مدی در نوسانساز ایجاد می گردد. این روش در سال های اخیر بسیار روبه رشد می باشد. هدف اصلی این رساله، تولید پالس فمتوثانیه در یک محیط تمام فیبری می باشد. به دلیل محدودیت تأمین قطعات مورد نیاز، نوآوری های زیادی در این طرح استفاده شده است. در زمینه ی تولید پالس کوتاه در نوسانسازهای فیبری، با استفاده از یک نوسانساز خطی وFRM (آینه ی چرخاننده ی فارادی) به طور همزمان ضمن پایدارسازی فرآیند قفل مدی از طریق شکل دهی پالس داخل نوسانساز و پایداری قطبش داخل نوسانساز، از یک چیدمان تمام فیبری برای این منظور استفاده شده است. با استفاده از این روش به پهنای پالس کم تر از fs 150 به صورت مستقیم و بدون استفاده از فشرده ساز پالس دست یافتیم. در این پژوهش از جاذب اشباع پذیر SESAM برای شروع کننده ی فرآیند قفل مدی استفاده شد. در ادامه برای دستیابی به آستانه ی انرژی مورد نیاز برای تولید فرآیند غیرخطی، نیاز است تا پالس اولیه ی تولید شده در نوسانساز اربیوم تا مقدار مشخصی (حدود nJ 30( تقویت شود. به عنوان یک روش پیشنهادی جدید به جای استفاده از CPA و کنار گذاشتن اثرات غیرخطی در حین تقویت پالس کوتاه، از اثرات غیرخطی در جهت تقویت پالس های کوتاه استفاده شده است. در این روش سعی شده است تا فشرده سازی و پهن کردن پالس در حین تقویت انجام شود. علاوه بر این مبانی نظری و حد استفاده از فشرده ساز تمام فیبری بیان شده است. بر این اساس پالس های نوری با توان متوسط 2 وات و پهنای پالس کم تر از fs 70 تولید شد. نتایج نظری در انطباق خوبی با نتایج تجربی بدست آمده است. در مرحله ی نهایی با استفاده از تولید ابرپیوستار به عنوان یک فرآیند غیرخطی برای جابه جایی طول موج از µm 5 / 1 به µm 1 استفاده می شود. این پدیده با استفاده از یک فیبرنوری با ضریب غیرخطی بالا (HNLF) قابل دستیابی می باشد. تولید مؤلفه های طول موجی جدید با استفاده از شبیه سازی نظری و با حل معادله ی NLSE قابل پیش بینی می باشد. نتایج نظری در انطباق خوبی با نتایج تجربی می باشند. با استفاده از نتایج نظری به خوبی می توان نشان داد که با استفاده از این روش پیشنهادی می توان پالس های کوتاه در باند طول موجی µm 1 و µm 2 تولید کرد. با انتخاب پارامترهای مناسب برای فیبرنوری غیرخطی، پالس تولید شده از نظر نرخ تکرار و پهنای پالس بسیار نزدیک به پالس دمش اولیه به محیط غیرخطی می باشد. از طرفی امکان جابه جایی طول موج مرکزی در این روش نیز وجود دارد. پالس تولید شده در طول موج µm 1 در یک تقویت کننده ی ایتربیوم تا توان متوسط بیش از 10 وات قابل تقویت می باشد و پهنای پالس خروجی نهایی نیز کمتر از fs 150 بدست می آید. کلمات کلیدی: 1- پالس های فمتوثانیه 2- فشرده سازهای تمام فیبری 3- تولید ابرپیوستار 4- تقویت کننده های توان فیبری 5- جاذب اشباع پذیر 6- شکل دهی پالس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی