利用迈克尔逊干涉仪实现光学双稳态的研究

论文摘要

光学双稳态是一种重要的非线性光学现象,其在全光通信、光学信息处理和激光功率稳定器领域具有重要的应用前景。同时光学双稳态器件在光检测、光开关、光逻辑门、光存储、光计算机等方面均有广泛的应用,因此成为光子学的热点研究领域之一。本文提出了一种利用光纤迈克尔逊干涉仪（Michelson Interferometer, MI）实现的新型电光混合频域光学双稳态装置。在其工作在稳定区域时,可以用作激光功率稳定器;工作在开关区域时,可以用作光开关、光路由器。另外还可以利用光纤MI的特性制作光纤传感器,实现对某些微弱物理量的测量。论文实验中利用Amplified Spontaneous Emission（ASE）光源和光扫描Fiber Fabry-Perot（FFP）滤波器在ASE光源1525nm-1565nm的40nm带宽范围内得到了频域可连续调变的光输出。利用光纤MI作为光学双稳态系统的调制器,当频域可连续调变的光入射到光纤MI后得到关于光纤MI透射率的调制曲线,同时从其透射光中取样,将得到的光强信号转换为电压信号作为反馈电压加到FFP上。实验通过固定加在FFP上的偏置电压V B,改变光纤MI的输入光强I in及固定光纤MI的输入光强I in,改变加在FFP上的偏置电压V B两种运转方式分别实现了光学双稳态,做出了相应的实验现象,并对实验现象进行了系统的讨论与理论模拟。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 光学双稳态概述
• 1.2 光学双稳态的研究状况
• 1.3 光纤光学双稳态的应用
• 1.3.1 在光纤传感技术中的应用
• 1.3.2 在光子计算机中的应用
• 1.4 本章小节
• 第2章 光学双稳态的理论基础
• 2.1 光学双稳态的概念及其实现条件
• 2.2 光电混合型双稳器件的特性分析
• 2.2.1 光电混合型光学双稳态的物理机制
• 2.2.2 物理模型及光学双稳态特性
• 2.2.3 实现光电混合双稳态对调制曲线的要求
• 2.3 电光混合频域光学双稳态的物理机制
• 2.4 本章小结
• 第3章 光纤迈克尔逊干涉仪调制器
• 3.1 光纤迈克尔逊干涉仪的干涉及滤波原理
• 3.2 光纤迈克尔逊干涉仪的制作
• 3.2.1 3dB 耦合器的制作
• 3.2.2 光纤迈克尔逊干涉仪的制作
• 3.3 本章小结
• 第4章 利用光纤迈克尔逊干涉仪实现频域光学双稳态的研究
• 4.1 实验装置
• 4.1.1 ASE 光源
• 4.1.2 光隔离器
• 4.1.3 光纤法布里-珀罗滤波器
• 4.1.4 光电探测器
• 4.2 实验研究
• 4.2.1 实验概述
• 4.2.2 模拟计算
• 4.2.3 实验数据分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢