利用光纤过耦合器实现光学双稳态的研究

论文摘要

光学双稳态（Optical Bistability简称为OB）是研究具有反馈的非线性光学系统的稳态和动态行为的光学前沿课题。由于光学双稳器件能直接处理光信号,并具有开关时间短、并行处理信号等优点,所以在高速光纤通信、光存储、高速光开关、光信息处理、激光强度稳定和光学双稳传感中具有潜在的应用前景,因此深入开展光学双稳态效应的研究具有十分重要的意义。本课题利用非相干的ASE（Amplified Spontaneous Emission ）宽带光源作为双稳器件的光源,结合扫描光纤法布里-珀罗（Fiber Fabry-Perot,简称FFP）滤波器进行波长选择,成功的实现了光电混合型频域光学双稳运转。本文提出了一种利用光纤过耦合器实现的新型电光混合频域光学双稳装置,实验中利用非相干的ASE（Amplified Spontaneous Emission）宽带光源结合光纤法布里-珀罗（Fiber Fabry-Perot简称FFP）滤波器在ASE光源1525 nm-1565 nm的40nm带宽范围内得到了频域可连续调变的光输出,利用光纤过耦合器作为光学双稳系统的调制器,当频域可连续调变的光入射到光纤过耦合器后得到关于光纤过耦合器透射率的调制曲线,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。本实验通过固定加在FFP上的电压,改变光纤过耦合器的输入光强及固定光纤过耦合器的输入光强,改变加在FFP上的电压两种运转方式分别实现了光学双稳态。并做出了相应的实验现象,对实验现象根据光学双稳态理论进行了系统的讨论与理论模拟,经验证,实验结果与理论模拟基本相符。

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第1章绪论

1.1 光学双稳态概述

1.2 光学双稳器件的种类及其原理

1.3 光学双稳器件研究历程

1.4 光学双稳态的应用

1.4.1 光纤光学双稳态在传感技术中的应用

1.4.2 光纤光学双稳态在激光强度稳定方面的应用

1.4.3 光纤光学双稳态在光子计算机中的应用

1.5 本章小结

第2章光学双稳态原理

2.1 实现双稳态的条件

2.2 光电混合型双稳器件的特性分析

2.2.1 光电混合型双稳器件的物理模型和动态方程

2.2.2 光电混合型双稳装置的稳定性分析及光学双稳特性

2.2.3 实现光电混合双稳态对调制曲线的要求

2.3 光电混合型双稳态的物理机制

2.4 光电混合频域光学双稳态的物理模型

2.5 本章小结

第3章光纤过耦合器调制器

3.1 光纤过耦合器的滤波原理

3.2 光纤过耦合器的制作

3.3 本章小结

第4章利用光纤过耦合器实现的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 FFP 滤波器

4.1.3 光隔离器

4.1.4 光电探测器

4.2 实验研究

4.3 实现光学双稳态的两种方法及相应实验结果

B和放大增益G,调输入光强I_in'>4.3.1 固定偏置电压V_B和放大增益G,调输入光强I_in

in和放大增益G,调偏置电压V_B'>4.3.2 固定输入光强I_in和放大增益G,调偏置电压V_B

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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