论文题目: 多波长及锁模光纤激光器的理论与实验研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 光学
作者: 冯新焕
导师: 袁树忠
关键词: 光纤激光器,多模光纤光栅,保偏光纤光栅,光纤布拉格光栅,莫尔光栅,偏振烧孔,交叠腔,可开关多波长,主动锁模,有理数谐波锁模,脉冲幅度均衡,非线性调制,高双折射光纤环镜,同步泵浦锁模,暗脉冲
文献来源: 南开大学
发表年度: 2005
论文摘要: 密集波分复用(DWDM)和光时分复用(OTDM)是实现光纤通信系统升级扩容的有效途径,而多波长信号及高重复频率的超短光脉冲的产生则是与其相对应的两种关键技术。多波长掺铒光纤激光器(MW-EDFLs)可以同时为多个波长信道提供所需光源,被认为是未来长距离大容量的光纤通信系统的理想光源。此外多波长光纤激光器还广泛应用于光传感、光谱分析、光信息处理等领域。所以,多波长光纤激光器的研制无疑具有重要的意义。而在未来的全光通信网及超高速大容量光纤通信系统所可能采用的光源中,主动锁模光纤激光器是极具开发潜力的超短光脉冲源。本论文从理论和实验两方面对多波长光纤激光器、主动锁模光纤激光器及相关技术进行了较为深入细致的研究,并取得了若干创新性成果。主要内容包括:1.对多模光纤布拉格光栅的特性进行了理论及实验研究,并首次将多模光纤光栅应用于光纤激光器进行波长选择,得到了室温下稳定工作的可开关双波长的掺镱及掺铒光纤激光器。仅仅通过调整腔内偏振控制器的状态,就可使激光器工作在任意一个单波长或双波长同时输出的模式。2.对轴向及侧向应力共同作用下的光纤布拉格光栅的透射及反射光谱特性进行了理论及实验研究,并首次把轴向及侧向应力共同作用下的光纤光栅应用于光纤激光器进行波长选择,得到了室温下稳定工作的波长及波长间隔可调的可开关双波长的掺铒光纤激光器。3.对侧向应力作用下的保偏光纤光栅的特性进行了理论及实验研究;并将侧向应力作用下的保偏光纤光栅应用于光纤激光器进行波长选择,得到了室温下稳定工作的波长间隔可调的可开关双波长的掺铒光纤激光器;提出了一种室温下可稳定工作的可开关四波长掺铒光纤激光器结构,将保偏光纤光栅特性及交叠腔结构相结合,得到了稳定的多波长激光输出;利用拉伸光纤及多次曝光的方法,在保偏光纤中成功写制了莫尔光栅,并将其应用于光纤激光器进行波长选择,在液氮冷却的条件下,得到了四波长及六波长的激光输出。4.在2,3工作的基础上,在连续光输出的激光器谐振腔内加入调制器进行主动锁模,分别得到了基于侧向应力作用下的光纤光栅、单个保偏光纤光栅、两个保偏光纤光栅进行选频的多波长的锁模光纤激光器。5.通过对泵浦光源半导体激光器的驱动电流进行正弦调制,分别得到了同步泵浦锁模的掺镱及掺铒光纤激光器,在相应于谐波锁模、有理数谐波锁模条件下得到了稳定的脉冲输出。将偏振损耗选择波长和高双折射光纤环镜作梳状滤波器相结合,得到了波长间隔0.8nm,波长可转换的主动锁模掺铒光纤激光器,调谐
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 高速大容量光纤通信系统的发展概况
1.1.1 波分复用（WDM）技术
1.1.2 光时分复用（OTDM）技术
1.1.3 WDM 和 OTDM 各自的优势
1.2 多波长光纤激光器的应用及发展
1.2.1 多波长掺铒光纤激光器的研究进展
1.2.2 可开关多波长光纤激光器的研究进展
1.3 主动锁模光纤激光器的应用及发展
1.3.1 主动锁模光纤激光器的应用
1.3.2 主动锁模光纤激光器的研究进展
1.4 本论文研究的主要内容及创新点
第二章 掺铒光纤激光器输出特性及主动锁模的基本理论
2.1 掺铒光纤激光器输出特性理论
2.1.1 环形腔掺铒光纤激光器输出特性
2.1.2 线形腔掺铒光纤激光器输出特性
2.2 主动锁模光纤激光器的理论研究
2.2.1 主动锁模光纤激光器的工作原理
2.2.2 主动锁模光纤激光器的理论模型
2.3 本章小结
第三章 基于多模光纤光栅的可开关多波长光纤激光器
3.1 多模光纤光栅的理论及实验研究
3.2 基于多模光纤光栅的可开关双波长掺镱光纤激光器
3.3 基于多模光纤光栅的 L 波段可开关双波长掺铒光纤激光器
3.4 本章小结
第四章 基于保偏光纤光栅的多波长及锁模光纤激光器
4.1 保偏光纤布拉格光栅的耦合模理论分析
4.2 波长间隔可调的可开关双波长掺铒光纤激光器
4.3 基于单个保偏光纤光栅的双波长主动锁模光纤激光器
4.4 基于级联保偏光纤光栅的四波长掺铒光纤激光器
4.5 基于级联保偏光纤光栅的可开关四波长锁模光纤激光器
4.6 基于保偏光纤中莫尔布拉格光栅的多波长掺铒光纤激光器
4.7 本章小结
第五章 基于单个光纤光栅的双波长及锁模光纤激光器
5.1 光纤光栅的调谐理论分析
5.2 基于单个光纤布拉格光栅的可开关双波长掺铒光纤激光器
5.3 基于单个光纤布拉格光栅的双波长主动锁模光纤激光器
5.4 本章小结
第六章 锁模光纤激光器相关技术的研究
6.1 同步泵浦锁模的光纤激光器
6.1.1 同步泵浦锁模的掺铒光纤激光器
6.1.2 同步泵浦锁模的掺镱光纤激光器
6.2 基于非线性的幅度均衡的有理数谐波锁模掺铒光纤激光器
6.2.1 有理数谐波锁模光纤激光器中脉冲幅度不均衡的原因
6.2.2 有理数谐波锁模光纤激光器脉冲幅度均衡的方法
6.2.3 有理数谐波主动锁模激光器的时域分析方法
6.2.4 有理数谐波主动锁模激光器脉冲幅度均衡的实验结果和讨论
6.3 基于非线性外调制的亮脉冲及暗脉冲的产生
6.4 宽带 L 波段波长可转换的多波长锁模光纤激光器
6.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读博士期间的成果
致谢
发布时间: 2006-10-30
参考文献
- [1].时分/波分复用光纤传感系统及其关键技术研究[D]. 田恺.北京交通大学2018
- [2].新型窄线宽光纤激光器和少模光纤激光器的研究[D]. 谌亚.北京交通大学2018
- [3].大模场掺铥全光纤激光器研究[D]. 杨超.哈尔滨工业大学2018
- [4].被动锁模光纤激光器中不同特性孤子的实验与理论研究[D]. 云灵.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)2016
- [5].基于二维纳米材料的光纤激光器研究[D]. 王庆凯.湖南大学2015
- [6].基于低维纳米材料主、被动调制的脉冲光纤激光器研究[D]. 李雕.西北大学2018
- [7].基于光纤激光器的微波信号产生及其应用研究[D]. 贾青松.长春理工大学2018
- [8].碳纳米材料可饱和吸收器件的制备及其应用研究[D]. 崔玉栋.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)2016
- [9].被动锁模光纤激光器孤子特性调控的研究[D]. 韩冬冬.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)2016
- [10].全光纤单频掺铥光纤激光器和有源内腔光纤传感技术研究[D]. 张海伟.天津大学2017
相关论文
- [1].新型被动锁模光纤激光器研究[D]. 陈国梁.中国科学技术大学2011
- [2].超短脉冲掺镱光纤激光器的研究[D]. 黄绣江.电子科技大学2005
- [3].通信系统中光纤激光器及光纤放大器的研究[D]. 赵春柳.南开大学2002
- [4].高功率双包层光纤激光器的理论与实验研究[D]. 付圣贵.南开大学2005
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