【摘要】：隨著光纖通信技術(shù)的高速發(fā)展,窄線寬半導(dǎo)體激光器得到了越來越廣泛的應(yīng)用。對于窄線寬的光源來說,其線寬(FWHM)是一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。在光纖干涉測速,光纖測溫及遠(yuǎn)距離的相干檢測等需要精密測量的領(lǐng)域中,對半導(dǎo)體激光器線寬的要求都日益增高。半導(dǎo)體激光器的線寬特性決定著光纖通信系統(tǒng)的性能。研究能夠滿足高測量精度要求的半導(dǎo)體激光器線寬測量方法,對光纖通信系統(tǒng)和光學(xué)測量等領(lǐng)域都具有重要的意義。 目前,窄線寬半導(dǎo)體激光器線寬的測量方法主要有非平衡光纖干涉儀測量法、拍頻法、延遲自零差法、延遲自外差法和循環(huán)增益補(bǔ)償延時(shí)自外差法等。其中延遲自外差法是最常用的方法。但是該方法存在測量精度不夠,延遲光纖長度過長的問題。針對這些問題,本文提出了一種改進(jìn)的延遲自外差測量法。論文工作圍繞這一方法開展了理論和實(shí)驗(yàn)研究。本論文的研究內(nèi)容及主要工作成果如下： 1)研究了半導(dǎo)體激光器線寬測量的技術(shù)背景及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。推導(dǎo)了半導(dǎo)體激光器線寬測量的理論公式。并研究了影響激光器線寬的因素。分析和對比了五種測量半導(dǎo)體激光器線寬方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn),為提出新的激光器線寬測量方法做了鋪墊和引申。 2)研究了延遲自外差法的原理并進(jìn)行了理論分析�；诜抡嫫脚_(tái)對理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證。分析了短光纖延遲自外差法的基本原理并對其進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真。理論分析和仿真的結(jié)果表明,測量10kHz線寬的半導(dǎo)體激光器時(shí),要想得出比較準(zhǔn)確的測量值,至少需要120kmm的延遲光纖。研究了短光纖延遲自外差法,得到了延遲光纖為25km時(shí)的激光器線寬的擬合公式。分析表明,這兩種測量方式都存在光纖長度過長,測量精度不理想的問題。 3)針對現(xiàn)有的激光器線寬測量方法中測量精度不高、使用光纖長度過長的問題,提出了一種改進(jìn)的延遲自外差測量法。新的測量方法增加了法拉第旋轉(zhuǎn)鏡的使用,提高了光偏振態(tài)的穩(wěn)定性,減少了延遲光纖的使用長度,提高了測量精度。同時(shí),基于新型的延遲自外差法,設(shè)計(jì)并搭建了激光器線寬測量系統(tǒng),完成了該方法可行性的驗(yàn)證。最終測得待測激光器線寬在140kHz左右。相比于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器線寬測量方法,該方案可以針對線寬為kHz數(shù)量級的半導(dǎo)體激光器,很好地完成線寬測量工作。不僅極大地提高了測量精度；同時(shí)使用的光纖長度不超過5km,與傳統(tǒng)的延遲自外差法相比,減少了約50%。 4)分析線寬測量結(jié)果,指出了改進(jìn)的延遲自外差法相較于傳統(tǒng)測量方法的優(yōu)勢。針對實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的誤差問題,研究了光纖色散、光電探測器及激光器的頻率漂移對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。
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【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN248

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2489577