本文選題：可調(diào)諧光纖激光器 + 錐結構濾波器　； 參考：《天津理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：伴隨著光纖通信技術的發(fā)展,對系統(tǒng)的要求逐漸提高,固定波長的激光器逐漸暴露出其缺點。研究者們不斷探索新的通信模式,為了滿足密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)的新要求,波長可調(diào)諧的光纖激光器能夠與光纖很好的兼容、降低閾值、提高輸出光譜穩(wěn)定性,已成為近年來的一個持續(xù)研究熱點�？烧{(diào)諧光纖激光器因其具備中心波長調(diào)諧,輸出波長可切換及輸出波長間隔可變等優(yōu)點,在光纖通信領域中極具應用價值。與可調(diào)諧半導體激光器相比,可調(diào)諧光纖激光器具有可用帶寬寬、調(diào)諧簡單、功率高、泵浦閾值低等優(yōu)點。因此,可調(diào)諧光纖激光器將會成為未來全光網(wǎng)絡的關鍵性器件。本論文在雙錐型模間干涉濾波器的基礎之上,結合傳統(tǒng)濾波器對可調(diào)諧摻鉺光纖激光器進行了理論和實驗研究,主要研究內(nèi)容包括:1.簡要概括了光纖激光器的研究背景包括特點、應用以及發(fā)展前景,總結了近十幾年有關可調(diào)諧光纖激光器的國內(nèi)外研究進展,對光纖激光器的調(diào)諧原理及方法進行了分類總結。2.分析了光纖激光器的基本原理,包括光發(fā)射和光吸收以及諧振腔原理;分析了幾種應用于光纖激光器的光濾波器;研究了模間干涉全光纖濾波器的基本理論。3.以單模光纖錐結構作為濾波器件設計了一種雙波長可切換的摻鉺光纖激光器(EDFL)。通過調(diào)節(jié)可變光衰減器(VOA),激光可以在單波長和雙波長模式間切換。錐形結構對溫度有良好的敏感性。當溫度從低溫升到高溫時,由A支路產(chǎn)生的中心波長將從1550.7nm調(diào)節(jié)到1560.3nm,由B支路產(chǎn)生的中心波長將從1530.8nm調(diào)節(jié)到1540.4nm,這就意味著波長間隔實現(xiàn)了可調(diào)諧。4.提出了一種基于錐結構濾波器和傳統(tǒng)M-Z級聯(lián)結構濾波器的可調(diào)諧摻鉺光纖激光器。傳統(tǒng)M-Z對錐結構濾波器透射譜進行調(diào)制,其透射譜周期決定級聯(lián)結構的透射譜周期,錐結構濾波器的透射譜為級聯(lián)結構透射譜的外包絡。利用濾波器級聯(lián)結構提高了輸出激光的邊模抑制比,在1527.14nm處獲得了單波長輸出激光,邊模抑制比大于48dB,激光線寬小于0.07nm。當在線型M-Z外界溫度由低溫上升到高溫過程中,輸出激光實現(xiàn)了12.4nm的可調(diào)諧。5.設計了一種新的空氣腔F-P結構光濾波器,引入激光環(huán)形腔中來實現(xiàn)多波長的產(chǎn)生,并與錐結構濾波器進行級聯(lián),采用級聯(lián)濾波有利于提高輸出激光邊模抑制比,抑制腔內(nèi)模式競爭,獲得穩(wěn)定的多波長輸出。實驗獲得了四個波長,通過改變錐結構周圍溫度實現(xiàn)了激光的可調(diào)諧輸出,當溫度低溫上升到高溫過程中,輸出激光實現(xiàn)了10.8nm的可調(diào)諧。室溫下,1小時內(nèi)功率波動小于1.16dB,邊模抑制比為41dB。
[Abstract]:With the development of optical fiber communication technology, the requirement of the system is raised gradually, and the fixed wavelength laser gradually exposes its shortcomings.In order to meet the new requirements of DWDM (dense wavelength Division Multiplexing) system, the wavelength tunable fiber laser can be compatible with the fiber well, reduce the threshold and improve the stability of the output spectrum.It has become a continuous research hotspot in recent years.Tunable fiber laser has great application value in the field of optical fiber communication because of its advantages of center wavelength tuning, output wavelength switching and variable output wavelength interval.Compared with tunable semiconductor lasers, tunable fiber lasers have the advantages of wide available bandwidth, simple tuning, high power and low pump threshold.Therefore, tunable fiber laser will become the key device of all optical network in the future.In this paper, the theoretical and experimental study of tunable erbium-doped fiber laser is carried out on the basis of two-cone intermodal interference filter and conventional filter. The main research contents include: 1.The research background, application and development prospect of fiber laser are briefly summarized. The research progress of tunable fiber laser in recent ten years is summarized, and the tuning principle and method of fiber laser are classified and summarized.The basic principle of fiber laser, including optical emission, optical absorption and resonator principle, several optical filters used in fiber laser are analyzed, and the basic theory of intermode interference all-fiber filter is studied.A dual-wavelength switched erbium-doped fiber laser (EDFLF) with single-mode fiber cone structure is designed.By adjusting the variable optical attenuator (VOAA), the laser can switch between single wavelength and double wavelength mode.The conical structure is sensitive to temperature.When the temperature rises from low temperature to high temperature, the central wavelength generated by branch A will be adjusted from 1550.7nm to 1560.3 nm, and the central wavelength generated by branch B will be adjusted from 1530.8nm to 1540.4 nm, which means that the wavelength interval is tunable.A tunable erbium-doped fiber laser based on tapered filter and traditional M-Z cascade filter is proposed.The traditional M-Z modulates the transmission spectrum of the tapered filter. The period of the transmission spectrum determines the period of the transmission spectrum of the cascade structure, and the transmission spectrum of the tapered filter is the outer envelope of the transmission spectrum of the cascade structure.The edge-mode rejection ratio of the output laser is improved by using the filter cascade structure. The single-wavelength output laser is obtained at 1527.14nm. The edge-mode rejection ratio is more than 48 dB and the linewidth of the laser is less than 0.07 nm.When the external temperature of the on-line M-Z increases from low temperature to high temperature, the output laser achieves the tunable. 5. 5 of 12.4nm.A new air cavity F-P structured optical filter is designed, which is introduced into the laser ring cavity to generate multi-wavelength and cascade with the conical filter. The cascaded filter is helpful to improve the side mode rejection ratio of the output laser.The intracavity mode competition is suppressed and stable multi-wavelength output is obtained.Four wavelengths were obtained and the tunable output of the laser was realized by changing the ambient temperature of the conical structure. When the temperature rose to high temperature the output laser realized the tunability of the 10.8nm.The power fluctuation is less than 1.16 dB and the side mode rejection ratio is 41 dB at room temperature.
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN248;TN713

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本文編號：1747857