李保华[1]2007年在《基于非线性效应的多波长掺铒光纤环形激光器》文中研究说明随着波分复用(WDM)系统容量的增加,用于波长路由光网络中的多波长器件引起研究人员的广泛关注。多波长掺铒光纤环形激光器以其结构简单、价格便宜,插入损耗低等特点,在密集波分复用(DWDM)系统、光纤传感、光学检测与测量、微波光电子学系统以及高分辨率的光谱分析仪(OSA)等方面都有很好的用途。本文将利用MatLab软件对基于高非线性光纤(HNLF)中非线性效应的多波长环腔激光器的激射过程进行理论模拟分析,同时进行了相应的实验研究。本论文主要进行了以下几个方面的工作:(1)针对掺铒光纤这种均匀加宽的增益介质,本文结合国内外抑制掺铒光纤的均匀加宽特性方面的研究,提出了在环腔中插入一段HNLF方法,利用环腔中行波场在高非线性光纤中产生的四波混频效应,自相位调制和交叉相位调制效应抑制掺铒光纤中的均匀加宽特性,从而实现稳定的多波长输出。(2)从光与物质的相互作用出发,介绍掺铒光纤放大器理论基础,并讨论了激光器的泵浦源选择;介绍掺铒光纤的均匀加宽特性以及基于这种均匀加宽增益介质的激光器中模式竞争机理;从掺铒光纤激光器的速率方程和功率传输方程理论出发,建立多波长掺铒光纤环形激光器的数值模型。(3)结合本论文提出的实验方案,给出了实现多波长掺铒光纤环形激光器的关键技术:梳状滤波选频和抑制均匀加宽的非线性效应的理论分析。(4)对多波长环腔激光器系统进行模块化分析,并利用MatLab模拟了在环腔中加入HNLF前后的双波长激射情况,并对模拟结果进行分析,结果表明HNLF的加入产生的非线性效应对均匀加宽引起的模式竞争有很好的抑制作用。(5)结合实验室现有条件进行了相应的实验研究,实验中以3dB的功率波动为稳定性的判断标准,最多能实现叁波长的稳定激射。
刘亚庆[2]2015年在《基于光纤布里渊效应的多波长激光器》文中研究指明随着时代的发展,通信网络的容量和速率问题成为发展瓶颈,从而提出了光纤通信网络,并成为研究热点。在波分复用系统中,对激光源的要求是:要有数量多的多波长输出、性能稳定和制造成本低,而基于光纤布里渊效应的多波长激光器是实现多波长输出的一种有效办法。本论文针对基于布里渊效应的多波长光纤激光器进行了系统的研究,主要内容如下:(1)介绍了课题研究背景,分别介绍了光纤激光器、多波长光纤激光器以及布里渊掺铒光纤激光器的发展、作用以及优缺点,最后说明了本论文的主要内容和创新点。(2)详细介绍了光纤激光器和多波长掺铒光纤激光器的相关理论,从而得出多波长掺铒光纤激光器的关键技术和存在问题,针对这些关键技术提出了多种实现多波长激光器的机制。(3)分析了光纤中的受激布里渊散射效应,以及布里渊散射的相关特性。在了解了布里渊散射的产生机制和相关性质后,针对环形腔多波长光纤激光器和线形腔多波长光纤激光器,分别建立两者的输出特性方程。(4)设计了叁种结构的基于光纤布里渊效应的多波长激光器,分别为:单倍布里渊频移的多波长光纤激光器、双倍布里渊频移的多波长光纤激光器、叁倍频布里渊频移的多波长光纤激光器。单倍布里渊频移的多波长光纤激光器实现了26阶单倍布里渊频移多波长输出,调谐范围为1530nm~1570nm;双倍布里渊频移的多波长光纤激光器实现了10阶双倍布里渊频移多波长输出,调谐范围为1525nm~1565nm;叁倍频布里渊频移的多波长光纤激光器实现了6阶叁倍布里渊频移多波长,调谐范围为1524nm~1563nm。同时分析了叁种多波长激光器的输出特性,以及980nm泵浦光功率和布里渊泵浦光功率分别对输出的多波长个数的影响。
马明祥[3]2015年在《掺铒光纤环形激光器频域动力学特性及演化规律研究》文中提出论文针对光纤环形激光器(FRL)在工程应用中出现的复杂多模动态现象,通过改进多通道实时频域观测手段,突破传统激光动力学测量技术的频域限制,将人们对FRL非线性动力学特性的认识从低维拓展至高维,揭示了模式个体行为与集群行为之间的复杂关联及内在物理机制。激光频域动力学问题是光学复杂系统研究领域的一大难题。FRL是典型的大自由度光学复杂系统,具有复杂跳模、高维混沌等非线性模式动态行为。现有的理论模型及测量手段大多只关注密集模式群落的整体行为,而忽视了模式个体行为;这一降维处理方式丢失了大量的频域模式动态信息,导致跳模抑制、高维频域混沌产生及控制等频域非线性动力学问题无法得到有效处理。要解决这些问题,需在理论上建立包含密集纵模间相互作用与耦合机制的物理模型,更需发展多模激光模式动态行为测量的实验手段。论文以掺铒光纤环形激光器(EDFRL)作为研究对象,通过引入密集纵模间的交叉耦合系数,并考虑铒离子对猝灭效应而引入额外自由度,建立了双模及多模光纤激光频域动力学模型,可有效描述频域内大量模式的个体行为及集群行为,在理论上重现了频域高维动力系统所特有的多模动态特性。仿真结果表明,通过改变离子对浓度或抽运系数,所有模式可通过阵发、倍周期分岔、准周期等途径同步进入混沌,关联维数高达5.1。为实验获取光纤激光多模动态信息,提出一种基于光学外差和时频分析技术(OH-JTFA)的频域动态测量方法,实现了EDFRL密集模式频率及强度多参量时间序列的同步提取,频率分辨率在kHz量级。分别考察了单FBG选模EDFRL、自组织反馈EDFRL、调制型混沌EDFRL等叁类光纤激光系统的频域动态特性,以揭示模式个体行为与群体行为间的复杂互动及演化规律。单FBG选模EDFRL常被认为是最典型的单波长激光系统,实际上在选模通道内寄居上百个本征模式,自由运转条件下输出非稳态多纵模(MLM)。通过采用OH-JTFA方法,首次清晰测得该类EDFRL输出密集多模呈现的丰富局域动态现象,发现模式群落整体行为处于光强稳态时,模式个体行为可呈现典型的混沌特征。自组织反馈EDFRL在腔内引入饱和吸收体形成超窄带自适应光栅,理论上可始终保持单纵模(SLM)稳定输出。然而,真实激光器存在多类型的跳模现象,受限于常规跳模检测手段,而无法有效获取跳模全过程的关键信息。通过采用OH-JTFA方法,实现了对跳模全动态过程的实时监测,跳模过程由时频瀑布图直观呈现,首次无失真地获取到跳模瞬态过程的所有物理参量。调制型混沌EDFRL通过引入一个自由度,使总光强呈混沌输出,是典型的低维混沌系统。同样,该系统输出光场包含大量密集纵模,当总光强输出为混沌态时频域内各模式动态特性及演化规律迄今仍不清楚。通过提高OH-JTFA的频域分辨率,同步提取出单个模式频率、谱线及光强等多参量时间演化特性;发现当总光强为低维混沌输出时,单个模式在频域上出现频率调制及谱线加宽现象、在强度上呈现高维混沌或随机特征。论文中得到的重要实验结果及创新点主要包括以下叁个方面:1、通过OH-JTFA方法在单FBG MLM-EDFRL中发现了一类大自由度非线性动力系统所特有的动态现象。测量结果表明,局域模式产生了总光强所无法呈现的频域动态行为,包括模式自脉冲、模式反相动态、混沌多模振荡、随机多模振荡等。2、利用OH-JTFA方法首次获得了自组织反馈SLM-EDFRL典型跳模及瞬时多模振荡演化过程的时频瀑布图。本方法是迄今唯一能实现同步提取EDFRL跳模持续时间、跳模间距与方向、参与竞争的模式数量、模式强度演化等跳模参数的频域测量手段,为深入理解模式失稳及动态机理提供了更全面的观测手段,具有重要的参考价值。3、通过提高OH-JTFA的频域分辨率,考察了抽运调制型混沌光纤激光系统的频域动力学特性,发现了总光强表现为典型的低维混沌时,频域内存在的大量纵模表现出极为复杂的高维动态特性。对各模式进行的非线性时间序列分析表明具有混沌特性的模式与具有随机演化特性的模式在总的低维混沌下共存。在此基础上,进一步探讨了利用混沌光纤激光器频域内的大量混沌/随机模式作为光子熵源来生成多通道物理随机码的可行性。
王永福[4]2009年在《基于半导体光放大器的多波长光纤激光器的研究》文中研究说明多波长光源是密集波分复用传输系统的核心技术之一。本论文主要围绕多波长光纤激光器进行了以下几个方面的研究:一、基于半导体光放大器(SOA)的多波长光纤激光器的理论研究1)用数值计算的方法对SOA的静态增益饱和特性进行了深入的研究,首先分析了SOA的注入电流、入射光功率、以及有源区长度对其载流子浓度和增益的影响;然后讨论了双光束同向和相向入射时SOA载流子浓度和其中一光束增益变化的情况;最后分析了在两只SOA级联情况下,注入电流、以及不同3dB增益带宽的SOA级联顺序对总增益的影响。2)给基于SOA的光纤环形腔激光器(SFRL)建立理论模型,并对其具有短期稳定性这一特点进行分析。二、基于SOA的多波长光纤激光器的实验研究1)分别对叁只不同内部参数的SOA构建多波长光纤激光器并进行实验,对实验结果进行了对比。讨论了SOA的注入电流、增益峰值波长、3dB增益带宽、激光腔内损耗及其他内部参数对多波长光纤激光器输出结果的影响。得到了基本符合ITU-T标准间隔100 GHz的18个波长输出,各信道输出功率不平坦度<?3dB,多波长中心位于1554.293nm附近,输出的多波长基本上都在C带,各波长线宽约为0.102nm,信噪比(SNR)大于15dB。通过调节激光腔内的偏振控制器,实现了这组波长在50GHz范围内的整体连续可调谐。2)把叁个不同参数的SOA两两结合进行级联,分为六种情况,构建相应的多波长光纤激光器并进行实验,对实验结果进行了对比。分析了两只SOA的注入电流、峰值增益波长、3dB增益带宽、以及级联的顺序对多波长光纤激光器输出结果的影响。并且和基于单只SOA的多波长光纤激光器输出结果进行了对比分析。成功得到了两组多波长输出,其中一组为基本符合ITU-T标准间隔100 GHz的26个波长输出,各信道输出功率不平坦度<?3dB,多波长中心位于1566.599nm,输出多波长位于C+L带,各波长线宽约为0.102nm,信噪比大于25dB;另一组为基本符合ITU-T标准间隔100 GHz的25个波长输出,各信道输出功率不平坦度<±3dB,多波长中心位于1575.468nm,输出多波长位于L带,各波长线宽约为0.102nm,信噪比大于20dB。3)构建了基于叁只SOA级联结构的多波长光纤激光器。对叁只SOA不同级联顺序下相应的多波长光纤激光器的输出结果进行了对比分析。
袁珊[5]2013年在《多波长布里渊掺铒光纤激光器的研究》文中研究表明多波长激光器因其具有成本低、多波长输出、窄线宽的优点被众多学者深入研究。它的实现方式有很多种，有基于半导体光放大器的、有基于半导体激光器阵列的、还有基于谱切片技术的以及多波长掺铒的激光器。本文研究的是基于布里渊散射效应的多波长布里渊掺铒光纤激光器。1、论文提出了一种新颖的环形腔多波长布里渊掺铒激光器，使用了一种非线性放大光纤环形镜滤波器（AFLMF)来进行滤波，并研究了调节PC和980nm泵浦功率对输出的多波长数的影响。最后在调节偏振控制器（PC）和980nm泵浦到最佳状态时，得到了14个波长的输出以及50nm的可调谐范围。2、论文提出了一种新颖的双倍布里渊频率间隔的多波长布里渊掺铒光纤激光器结构，通过调节BP的中心波长和功率以及调节980nm抽运光功率，最后得到了12阶偶数阶多波长激光输出。3、论文从耦合器和环行器的位置以及反馈耦合器的不同接入方式对可调谐多波长激光器进行分析和实验测试，对多波长光纤激光器的结构进行优化。
康泽新[6]2015年在《新型全光纤滤波器及半导体环形激光器的研究与应用》文中指出结构紧凑、成本低廉、性能优良且兼容性好的光纤滤波器,是高性能的多波长光纤激光器与光纤传感系统中的关键器件。本论文结合所承担的国家自然科学基金及国家973项目,针对基于新型全光纤滤波器的光纤传感器以及可调多波长光纤激光器,开展了深入的理论与实验研究；半导体环形激光器(SRLs)拥有传统Fabry-Perot腔激光器所没有的光学双稳态特性以及腔内增强型的非线性效应,加上其本身的可集成性及低功耗等特点使得SRLs俨然成为现代全光网络节点中最具应用前景的全光功能器件,本论文对SRLs的噪声特性、反馈特性及其在混沌通信中的应用进行了详细的研究与探讨,主要创新性成果如下：1.提出并制作了两种温度与应力双参数解耦测量的全光纤型传感器,有效地解决了测量过程中温度交叉敏感的问题。基于耦合型双芯光纤(TCF)级联光纤光栅(FBG)的传感器可以实现4.3048με及0.4562℃的应力与温度传感测量分辨率；而基于up-taper的马赫-曾德干涉仪(MZI)内置FBG的传感器可以提供的应力与温度分辨率分别为10.071με和0.311℃。提出并实验验证了一种基于TCF光纤激光器的温度与应力解耦双测量传感器,不仅解决了温度与应力的交叉敏感问题,而且适用于远距离传感测量。波长及峰值功率的应力灵敏度分别为1.48pm/με和7.52×10-4mW/με；波长及峰值功率的温度灵敏度分别为9.2pm/℃和-4.45×10-3mW℃。2.提出了一种基于TCF梳状滤波器的波长间隔可调双波长掺铒光纤激光器。室温下实现了波长间隔可调范围为0到2.4nm的双波长同时稳定激射。双波长均为线偏振光且相互正交,两偏振态的偏振度分别为99.8%和99.7%。提出并制备了一种基于拉锥taper且具有偏振依赖特性的MZI滤波器,室温下实现了基于该滤波器的波长间隔为0.8nm的7个波长同时稳定激射,每个通道的光信噪比均高于35dB。30分钟测试时间内,所有波长峰值功率波动均低于0.6dB,可以通过调节腔内PC进行波长数目的切换。3.推导并建立了适用于SRLs频域多模分析的Langevin噪声模型。SRLs的相对强度噪声谱的弛豫振荡峰值出现在高频处,且随着偏置电流的增加向高频方向移动；低频RIN水平达到10-13到10-14Hz-1且一直延展到驰豫振荡峰值处,比传统半导体激光器高1-2个数量级。4.推导并建立了一套具有普适性的用来分析SRLs在外反馈作用下动态响应特性的模型,该模型适用于任意外反馈强度以及任意外腔反射次数的情况。在双向外反馈作用下,随着外反馈强度的增加,SRLs会依次经历双向稳态、周期振荡、倍周期振荡以及混沌工作状态。当SRLs工作于混沌状态时,整个RIN水平比自由运转时高2-3个数量级。提出了一种利用SRLs在双向对称交叉外反馈作用下实现占空比为50%重复频率可达数GHz的全光方波发生器。重复频率或方波周期可以通过改变外腔时延方便地调谐。5.提出了基于SRLs的混沌同步保密光通信系统,利用非线性薛定谔方程构建了基于光纤信道传输的SRLs混沌保密光通信系统的理论模型。不论采用混沌键控还是混沌隐藏的加密方式,利用总输出都可以实现信号无失真的解调；而采取单向输出解调出的信号质量严重劣化。随着传输速率的提高,恢复信号质量逐渐劣化,解调Q因子从250Mb/s时的9.86降到5Gb/s时的5.497。分别讨论了光纤信道里损耗、色散和非线性效应对混沌同步通信系统性能的影响。
魏芳芳[7]2011年在《多波长窄线宽光纤激光器的研究与设计》文中研究表明伴随着激光技术的不断发展与成熟，激光器的应用范围不断拓宽，由最初仅作为光源在波分复用(WDM)光纤通信系统使用，逐渐向工业、医学、雷达、传感、航天等领域发展。光纤激光器除了继承了半导体激光器的优点，更具有其独特的优点，如：线宽窄、可输出波长数量多、结构简单、室温工作、成本低等。本文以多波长窄线宽掺铒光纤激光器为研究对象，通过一系列相关的理论分析和计算，设计合理的多波长掺铒光纤激光器结构，针对其输出特性分别设计合理的光学滤波器，并进行了实验研究和分析。本文的主要内容包括：1.阐述了多波长窄线宽掺铒光纤激光器的研究背景及现状，并介绍了多波长掺铒光纤激光器的基本原理。2.介绍了多波长窄线宽掺铒光纤激光器的滤波技术，研究了应用于光纤激光器的几种经典光学滤波器，分析了其原理，并对其传输特性进行了分析。3.提出了一种基于高精细度光纤环滤波器的多波长窄线宽掺铒光纤激光器。设计了基于光纤环结构的高精细光滤波器，并分别对其进行了仿真和实验研究；将所设计的滤波器分别应用于双波长掺铒光纤激光器与多波长掺铒光纤激光器，当泵浦功率达到80mW时，最大激光功率7.224dBm和4.496dBm的激光输出。4.提出了一种基于光纤法布里-珀罗结构的光纤滤波器的双波长窄线宽掺铒光纤激光器。该激光器的谐振腔采用线型腔结构，在传统的单波长光纤激光器的基础上，增加保偏光纤光栅和高精细度的光纤法布里-珀罗滤波器。光纤法布里-珀罗滤波器由两个完全对称的10:90光耦合器和一段起饱和吸收作用的掺铒光纤构成，掺铒光纤产生的损耗和光纤产生的时延共同作用使滤波器具有梳状谱响应和高精细度，从而抑制激光器产生的不需要的模式，保证输出激光具有窄线宽特性。以980nm的激光二极管作为泵源，得到了室温下单峰最大输出功率分别为－2.259dBm和0.568dBm双波长窄线宽连续激光输出。5.提出了基于并行非线性偏振旋转结构的多波长窄线宽掺铒光纤激光器。利用3dB耦合器将PDI出来的线偏振光分为上下两路，分别由偏振控制器调制，改变偏振态。光在激光腔中每循环一次，光路中就会发生两次非线性偏振旋转，提高了系统的运行效率。实验分别实现了单波长可调谐、双波长的波长间隔可调谐、及多波长可调谐激光输出，调谐范围为4nm，最大输出功率为8.5dBm。波长间隔为0.364nm，经过4个小时观测，功率浮动小于0.5dB。
江聪[8]2015年在《基于单模光纤的多波长光纤激光器》文中提出随着光纤光学的发展,在光通信、波分复用等领域多波长光纤激光器都有着巨大的应用价值,因此受到研究者的广泛关注。目前对多波长光纤激光器的研究主要集中在输出波长数、输出波长可调谐以及输出光谱的稳定性等方面。本文主要是针对多波长掺铒光纤激光器(MWEDFL)的输出光谱的波长数和稳定性的提高进行实验研究。设计了两组实验分别作为对比,一组通过改变插入光纤的材质提高输出光谱稳定性;另一组保持光纤不变,通过改变结构实现光谱稳定性提高。(1)基于四波混频效应的多波长掺铒光纤激光器的实验研究。首先采用了基于单模光纤的多波长光纤激光器的结构,腔内插入5km的单模光纤,利用自相位调制效应(SPM)抑制模式竞争,泵浦功率为300mw时,实现了在波长为1556.9nm、1557.8nm、1558.8nm、1559.7nm和1560.6nm处有5个稳定的波长输出,1559.7nm处功率波动最小,波动值为0.08dB,1556.9nm处功率波动最大,波动值为3.2dB;此后利用110m的高非线性光纤代替单模光纤,产生四波混频效应(FWM)抑制模式竞争,泵浦功率300mw时,实现了功率大于-30dBm的7个波长输出,分别在波长1555.8nm、1556.6nm、1557.6nm、1558.5nm、1559.5nm、1560.4nm和1561.4nm处,1558.5nm处功率波动最小,波动值为0.04dB,1556.6nm处功率波动最大,波动值为0.17dB,输出波长数以及光谱稳定性相对有明显提高。(2)基于增强的交叉相位调制(XPM)效应的多波长掺铒光纤激光器的实验研究。首先依然采用了基于单模光纤的多波长光纤激光器的结构,但是插入单模光纤的长度为2km,在自相位调制效应的作用下,激光器在泵浦功率300mw时,实现了波长为1558.5nm、1559.5nm、1560.5nm、1561.4nm和1562.3nm处有个5个波长输出,1560.5nm处功率波动最小,波动值为0.03dB,波长1562.3nm处输出峰的功率波动最大,波动值为4.56dB;在此基础上,提出将2km单模光纤插入非线性光学环形镜(NOLM)中,产生增强的交叉相位调制效应以抑制模式竞争,泵浦功率300mw时,实现了在波长为1561.3nm、1562.2nm、1563.2nm、1564.1nm和1565.1nm处有5个稳定的波长输出,波长在1564.1nm处的功率波动最小,其值为0.18dB,波长在1561.3nm处功率波动最大,其值为0.61dB,输出光谱的稳定性相对有明显的提升。
王枫[9]2016年在《基于光纤迭栅的可调谐掺铒光纤激光器研究》文中提出多波长、可调谐光纤激光器因能够提供多个波长激光同时输出,且可以实现单/多波长激光的可切换、可调谐输出,在光纤通信系统、光纤传感系统、密集波分复用系统等领域具有广泛的应用。多波长、可调谐光纤激光器小型化、集成化已成为未来的发展趋势。光纤迭栅(SIFG)是一种体积小巧的光栅器件,具有波长间隔、反射率的灵活性,对温度、应变响应的敏感性,利于光纤激光器的集成。因此对基于光纤迭栅的可调谐掺铒光纤激光器(EDFL)进行研究具有十分重要的理论价值和实际意义。本文在总结目前多波长、可调谐EDFL的技术和研究现状的基础上,采用耦合模理论分析了光纤布拉格迭栅(SIFBG)的反射谱特性,研究了多波长线形腔EDFL的工作原理,并实验研究了基于SIFBG和啁啾光栅(CFBG)的可调谐EDFL以及基于D-SIFBG(Double-SIFBG)的可调谐EDFL的输出特性。论文的主要内容包括:首先,基于耦合模理论,在光纤光栅满足谐振耦合的条件下,深入研究了光纤SIFBG的特性,对多波长、输出线宽不同和输出波长间隔不同的SIFBG的反射谱进行了数值仿真分析;分析了掺铒光纤的均匀增益特性;重点研究了线形腔EDFL的重要参数,如粒子数反转、增益、激光器的阈值、输出功率、斜率效率等相互间的约束关系;分析了EDFL的模式竞争、多波长EDFL的稳定振荡条件等。其次,基于Giles模型研究了EDFL的工作原理;设计了结构简单、尺寸小、元件少的双波长、多波长SIFBG和CFBG的光纤激光器结构;实验分别研究了基于双波长SIFBG和CFBG的可调谐EDFL的单/双波长可切换、可调谐激光的输出特性,以及基于叁波长SIFBG和CFBG的可调谐EDFL的单/双/叁波长可切换、可调谐激光输出特性,分析了泵浦功率、谐振腔腔长等对激光输出的影响,分析了出射激光的稳定性等。再次,为了获得线宽更窄、光信噪比更高的激光输出,设计并制备了窄带宽的双波长D-SIFBG和双波长掺铒D-SIFBG,分别用这两种光栅构成线形腔EDFL,实验分别研究了这两种激光器的输出特性,包括泵浦功率、谐振腔长度对出射激光功率等的影响,出射激光的中心波长和输出功率的稳定性以及出射单/双波长激光的波长可切换、可调谐输出特性等。最后,分析了多波长D-SIFBG的特性;实验研究了基于多波长D-SIFBG的单波长可调谐EDFL的输出特性,分析了激光器的单波长可调谐激光输出特性,分析了激光器的输出稳定性等。本文对基于不同光纤迭栅的EDFL的特性进行了较为深入的研究,能够为可调谐EDFL向小型化、集成化方向发展提供有价值的参考。
庞璐[10]2006年在《基于光纤环形腔的掺铒光纤激光器的研究》文中进行了进一步梳理有源光纤环形腔,由于在腔中含有增益介质,所以其工作特性具有多态性。在阈值以下即环形腔本身不产生激光时,可作为扫描式光谱分析仪、滤波器和延时线等等;在阈值以上时,则能成为环形腔激光器和环形腔光纤陀螺等。根据不同的需要,可在腔中放入相应的增益介质,其中由掺铒光纤+泵浦组成的有源光纤环形腔掺铒光纤环形腔最受人们的重视。本文将在掺铒光纤环形腔的基础上展开对掺铒光纤激光器的理论和试验研究,所作的具体工作如下:(1)采用二能级结构模型对掺铒光纤激光器进行设计。对其增益、输出功率特性进行了理论分析,推导出了计算增益、最佳光纤长度、光纤掺铒浓度、最佳输出耦合比、重迭积分因子等重要参量的公式。并分析了影响激光器输出的各种因素:腔长、输出耦合比、谐振腔损耗。利用现有设备,测量了掺铒光纤的自发辐射谱,研制出了掺铒光纤环腔激光器,得到了线宽O.93nm、输出功率-1dBm的激光输出。(2)对注入锁定技术进行了理论研究,给出了光纤环形腔注入锁定的带宽公式。并进行了光纤环形腔激光器注入锁定的试验研究,得到了输出光功率约为2dBm,线宽约为0.64nm的注入锁定激光输出,并对试验现象进行了分析。(3)深入分析了单/双道Mach-Zehnder(M-Z)光纤干涉滤波器的滤波特性和复合腔选模的工作原理。并利用M-Z光纤干涉仪作为梳状滤波器,并和复合腔共同选模,在常温下我们获得了两个波长同时输出的掺铒光纤环形腔激光器。这一装置具有结构简单,器件价格低,实现容易等优点。
参考文献：
[1]. 基于非线性效应的多波长掺铒光纤环形激光器[D]. 李保华. 华中科技大学. 2007
[2]. 基于光纤布里渊效应的多波长激光器[D]. 刘亚庆. 杭州电子科技大学. 2015
[3]. 掺铒光纤环形激光器频域动力学特性及演化规律研究[D]. 马明祥. 国防科学技术大学. 2015
[4]. 基于半导体光放大器的多波长光纤激光器的研究[D]. 王永福. 天津大学. 2009
[5]. 多波长布里渊掺铒光纤激光器的研究[D]. 袁珊. 杭州电子科技大学. 2013
[6]. 新型全光纤滤波器及半导体环形激光器的研究与应用[D]. 康泽新. 北京交通大学. 2015
[7]. 多波长窄线宽光纤激光器的研究与设计[D]. 魏芳芳. 天津理工大学. 2011
[8]. 基于单模光纤的多波长光纤激光器[D]. 江聪. 电子科技大学. 2015
[9]. 基于光纤迭栅的可调谐掺铒光纤激光器研究[D]. 王枫. 燕山大学. 2016
[10]. 基于光纤环形腔的掺铒光纤激光器的研究[D]. 庞璐. 天津大学. 2006
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