本文選題：分布反饋光纖激光器(DFB-FL) + 窄線寬�。� 參考：《山東大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：光纖激光器及放大器是近幾年新興的有源光纖器件,在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。例如光纖通信、光纖傳感、國(guó)防、醫(yī)療、測(cè)距等等。其中,利用光纖放大產(chǎn)生激光的窄線寬光纖激光器,具有線寬窄、噪聲低、功率高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)和輸出頻譜特性好等優(yōu)點(diǎn),成為了光纖激光器發(fā)展的一個(gè)重要方向。分布反饋光纖激光器(DFB-FL),可以輸出窄線寬、高干涉、低噪聲的激光,是窄線寬光纖激光器的一個(gè)重要的分支,在光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。因此對(duì)DFB-FL以及后續(xù)光纖放大器的分析和研究很有意義。DFB-FL屬于線型腔光纖激光器,其構(gòu)成方法是在一段摻雜光纖上直接寫入一個(gè)π相移光柵。其諧振腔的長(zhǎng)度很短,都在厘米量級(jí),易于大規(guī)模組陣復(fù)用。但是DFB-FL輸出激光的功率卻偏低,所以在實(shí)際應(yīng)用中,激光器輸出的激光還需要進(jìn)一步的放大。因此,一般DFB-FL后會(huì)搭配光纖放大器一起使用。根據(jù)材料的不同,光纖放大器可分為稀土摻雜光纖放大器、非線性光學(xué)型光纖放大器、晶體光纖放大器、塑料光纖放大器等。隨著光纖通信的發(fā)展,尤以稀土摻雜光纖放大器的應(yīng)用最為廣泛、使用最為便捷。在稀土摻雜光纖放大器中,摻鉺光纖放大器(EDFA)的發(fā)展十分迅速,主要有兩個(gè)原因：第一,EDFA具有許多優(yōu)點(diǎn),例如高增益、低噪聲、高輸出功率、寬帶寬、連接損耗低和偏振不敏感等等；第二,其工作波長(zhǎng)可覆蓋光纖通信的最佳窗口,可對(duì)C波段(1530-1565nm)及L波段(1570-1610nm)的光信號(hào)進(jìn)行放大。在不同的系統(tǒng)中,對(duì)EDFA的要求也是不一樣的,但是通常都要求EDFA具有高增益、高輸出功率、低噪聲等特性。然而使這三個(gè)特性同時(shí)達(dá)到最佳值很困難,所以EDFA還有很大的研究發(fā)展空間,EDFA的設(shè)計(jì)和優(yōu)化有很大的意義。本論文主要對(duì)DFB-FL的特性和EDFA的性能都進(jìn)行了理論分析,并針對(duì)DFB-FL設(shè)計(jì)了EDFA,而且主要從鉺纖長(zhǎng)度上對(duì)EDFA進(jìn)行了優(yōu)化。最后提出了一種單個(gè)泵浦源同時(shí)進(jìn)行激光發(fā)射和放大的DFB光纖激光器設(shè)計(jì)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：1.介紹了DFB-FL工作的基本原理并進(jìn)行了理論分析。并且對(duì)DFB-FL的諧振腔——光纖光柵進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。而且設(shè)計(jì)了兩種非對(duì)稱結(jié)構(gòu)DFB-FL。2.對(duì)DFB-FL的特性進(jìn)行了研究,從光譜特性、激光強(qiáng)度、輸出功率和線寬四個(gè)方面對(duì)DFB-FL進(jìn)行了全面的分析。并且從相移位置、折射率調(diào)制深度等方面分析了非對(duì)稱相移光柵的特性。3.對(duì)EDFA的工作原理進(jìn)行了理論分析,詳細(xì)分析了鉺離子的能級(jí)結(jié)構(gòu),并根據(jù)能級(jí)躍遷模型分析了速率方程和傳輸方程以及它們的解析方法。4.對(duì)EDFA的特性進(jìn)行了模擬分析,對(duì)比了幾種常用的EDFA結(jié)構(gòu),尋找最適合本論文中DFB-FL的EDFA。對(duì)摻鉺光纖的長(zhǎng)度進(jìn)行了優(yōu)化的設(shè)計(jì),以達(dá)到EDFA性能優(yōu)化的目的。5.最后通過實(shí)驗(yàn),測(cè)試不同長(zhǎng)度和不同組合方式的摻鉺光纖的放大效果。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,找到鉺纖的最佳長(zhǎng)度,設(shè)計(jì)出最適合DFB-FL光放大的EDFA。
[Abstract]:DFB - FL has many advantages such as high gain , low noise , high output power , wide bandwidth , low connection loss and insensitive polarization .
In this paper , the characteristics of DFB - FL are analyzed theoretically , and the design and optimization of DFB - FL are discussed in detail .

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN248

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