可调谐Fabry-Perot滤波器及其激光应用研究

论文摘要

可调谐Fabry-Perot（F-P）滤波器具有许多的优点：调谐速度快,精细度高,插入损耗低,可调谐范围广等等,是光纤通信、光纤传感及激光等领域中的关键器件之一,其实用化研究越来越受到人们的重视。本文提出了一种新型的基于Fabry-Perot腔的可调谐滤波器,并对其进行了理论分析和实验研究。本文的主要内容如下：首先,介绍了F-P滤波器的概念、在科研应用中的重要性以及目前可调谐滤波器的发展现状,并比较了国内外已经报道的一些F-P滤波器的结构、工作原理和它们各自的优缺点。然后,提出了一种新型的可调谐F-P滤波器,介绍了这种滤波器的基本结构和工作原理。正是由于近年C-Lens光纤准直器的发展,使该滤波器可以接入光纤系统,实现全光纤化。本文利用高斯光学和矩阵光学理论分析了C-Lens准直器的特性；介绍了压电陶瓷微位移器（PZT）的工作原理和特性。该滤波器得到了接近50nm宽的调谐范围,精细度达到134。利用制作完成的可调谐滤波器搭建了一个可调谐的环形掺镱光纤激光器,并且实现了32.5nm的宽带调谐激光输出,调谐波长从1032.82nm到1065.32nm。激光器输出的最大功率为2.72mW,线宽为0.078nm。最后,分析了影响滤波器和环形光纤激光器稳定性的因素,讨论了提高稳定性的措施,并提出了改进的方案。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 Fabry-Perot干涉仪的历史和发展
• 1.2 可调谐Fabry-Perot滤波器的类型
• 1.2.1 可调谐F-P体滤波器（Bulk Filter）
• 1.2.2 可调谐光纤F-P滤波器
• 1.2.3 液晶可调谐F-P滤波器
• 1.2.4 波导可调谐F-P滤波器
• 1.3 本研究项目的目标和意义
• 1.4 本文内容
• 第二章 可调谐F-P滤波器的基本原理
• 2.1 F-P滤波器的基本原理
• 2.1.1 F-P滤波器基本原理
• 2.1.2 调谐原理
• 2.2 滤波器的关键元件
• 2.2.1 光纤准直器
• 2.2.2 压电陶瓷微位移器
• 2.3 影响F-P滤波器性能的因素
• 2.3.1 腔内损耗对F-P滤波器的影响
• 2.3.2 对F-P腔精细度的影响因素
• 2.3.3 光纤准直器的耦合损耗
• 2.4 本章小结
• 第三章 F-P滤波器的制作及测试
• 3.1 F-P滤波器的制作
• 3.1.1 关键器件介绍
• 3.1.2 F-P滤波器的制作流程
• 3.2 F-P滤波器性能的测试
• 3.2.1 测试仪器和设备
• 3.2.2 测试过程与结果
• 3.3 对可调F-P滤波器的改进意见
• 3.4 本章小结
• 第四章 可调谐环形Yb光纤激光器
• 4.1 可调谐光纤Yb激光器的原理及结构
• 4.1.1 激光的工作原理
• 4.1.2 光纤激光器的工作原理
• 4.1.3 环形光纤激光器的基本结构
• 3+)的特性'>4.1.4 镱离子(Yb³⁺)的特性
• 4.2 实验测量结果
• 4.3 结果分析及改进意见
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢