【摘要】：近年來(lái),隨著飛快發(fā)展的光通信技術(shù),因在密集波分復(fù)用、光正交頻分復(fù)用、光任意波形產(chǎn)生、短脈沖的產(chǎn)生等等領(lǐng)域中有著非常重要的應(yīng)用,光學(xué)頻率梳吸引了很多學(xué)者的關(guān)注。目前,人們已經(jīng)提出很多產(chǎn)生光學(xué)頻率梳的方法,由鎖模激光器構(gòu)成的光學(xué)頻率梳,由相位、強(qiáng)度和偏振調(diào)制器構(gòu)成的光學(xué)頻率梳,由微諧振腔等非線性介質(zhì)構(gòu)成的光學(xué)頻率梳以及由周期性極化鈮酸鋰(PPLN)波導(dǎo)構(gòu)成的光學(xué)頻率梳。本文結(jié)合受激布里淵散射和PPLN光波導(dǎo)的二階非線性效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)頻率梳,具體內(nèi)容如下:首先簡(jiǎn)要介紹了基于鎖模激光器、基于調(diào)制器、基于微諧振腔和基于PPLN波導(dǎo)的光學(xué)頻率梳的相關(guān)理論基礎(chǔ)。其次對(duì)PPLN波導(dǎo)中的二階非線性效應(yīng)進(jìn)行相關(guān)理論的研究,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了泵浦光和信號(hào)光功率以及它們單次通過(guò)、兩次通過(guò)PPLN波導(dǎo)給級(jí)聯(lián)倍頻差頻的轉(zhuǎn)換效率帶來(lái)的影響。由于需要利用多波長(zhǎng)布里淵摻鉺光纖激光器(MBEFL)來(lái)作為種子光,我們?cè)诮榻B完MBEFL的相關(guān)理論之后提出了基于連續(xù)光充當(dāng)布里淵泵浦和瑞利散射光充當(dāng)布里淵泵浦的幾種多波長(zhǎng)激光器方案,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇合適的方式來(lái)抑制自激發(fā)腔模。鑒于光學(xué)頻率梳時(shí)域上的要求,隨后理論推導(dǎo)了MBEFL的相位是鎖定的,時(shí)域上表現(xiàn)為脈沖形式。然后提出了基于PPLN波導(dǎo)的光學(xué)頻率梳的實(shí)驗(yàn)原理和具體方案,分別從兩個(gè)方面來(lái)對(duì)比闡述實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果�；陂]腔結(jié)構(gòu)MBEFL的光學(xué)頻率梳具有10條梳譜線,最大消光比為15 dB,光學(xué)頻率梳可以隨著泵浦波長(zhǎng)的變化而在較大范圍內(nèi)調(diào)諧;基于開(kāi)腔結(jié)構(gòu)MBEFL的光學(xué)頻率梳擁有8條平坦度為4.8 dB的譜線,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中研究了布里淵泵浦光功率以及980 nm泵浦電流的變化給光學(xué)頻率梳帶來(lái)的影響。最后實(shí)驗(yàn)測(cè)得多波長(zhǎng)的譜線線寬為6 MHz,線寬較窄。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of optical communication technology, because of the dense wavelength division multiplexing, optical orthogonal frequency division multiplexing, optical arbitrary waveform generation, short pulse generation and other fields have very important applications. Optical frequency comb has attracted the attention of many scholars. At present, many methods have been proposed to produce optical frequency comb, which consists of mode-locked laser, optical frequency comb, and optical frequency comb composed of phase, intensity and polarization modulator. Optical frequency comb is composed of nonlinear medium such as microresonator, and optical frequency comb is composed of periodically polarized lithium niobate (PPLN) waveguide. In this paper, optical frequency comb is realized by combining stimulated Brillouin scattering and second-order nonlinear effect of PPLN optical waveguide. The main contents are as follows: firstly, based on mode-locked laser, modulator and mode-locked laser are briefly introduced. The theoretical basis of optical frequency comb based on microresonator and PPLN waveguide. Secondly, the second order nonlinear effects in PPLN waveguides are studied theoretically, and the effects of pump light and signal optical power on the conversion efficiency of cascaded frequency doubling difference through PPLN waveguides are studied by experiments. Because the multi-wavelength Brillouin erbium-doped fiber laser (MBEFL) is used as seed light, After introducing the relevant theory of MBEFL, we propose several schemes of multi-wavelength lasers based on continuous light as Brillouin pump and Rayleigh scattering light as Brillouin pump. According to the experimental results, we choose a suitable way to suppress the self-excited cavity mode. In view of the requirement of optical frequency comb in time domain, it is deduced theoretically that the phase of MBEFL is locked, and that the phase of MBEFL appears as a pulse form in time domain. Then, the experimental principle and specific scheme of optical frequency comb based on PPLN waveguide are presented, and the experimental process and experimental results are compared from two aspects. The optical frequency comb based on closed cavity structure MBEFL has 10 comb lines. The maximum extinction ratio of 15 dB, optical frequency comb can be tuned in a wide range with the change of pump wavelength. The optical frequency comb based on open-cavity structure MBEFL has eight spectral lines of 4.8 dB flatness. The influence of Brillouin pump power and 980 nm pump current on the optical frequency comb has been studied in the experiment. Finally, the experimental results show that the line width of 6 MHz, is narrow.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN252

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本文編號(hào)：2360125