【摘要】：布里淵光纖激光器作為一種優(yōu)異多波長光源可被應用于包括光通信和光傳感在內(nèi)的多種領(lǐng)域。布里淵光纖激光器的各種性質(zhì),包括閾值性,斯托克斯波長數(shù)量,單斯托克斯波長線寬,相鄰波長頻率差,及時域脈沖性質(zhì)等已經(jīng)被廣泛研究報道。在前人工作的基礎上,本文研究布里淵光纖激光器相鄰波長頻率間隔可調(diào)諧性,光纖瑞利散射對激光器多波長的線寬壓窄作用,以及高階斯托克斯波長的時域自脈沖特性。在頻率間隔可調(diào)諧性方面,提出并實驗研究了一種新的頻率間隔可調(diào)諧的多波長布里淵摻鉺光纖激光器方案,此方案通過配置可變數(shù)量的布里淵增益光纖來實現(xiàn)頻率間隔可調(diào)諧性。在一個光路循環(huán)中發(fā)生的多次受激布里淵散射過程使得某一斯托克斯分量激光可以將其能量轉(zhuǎn)移到特定的高階斯托克斯分量激光上。當配置2段布里淵增益光纖時,激光器可實現(xiàn)頻率間隔為0.173 nm的偶數(shù)階及奇數(shù)階多波長斯托克斯激光出射。當采用3段或者4段布里淵增益光纖時,激光器可實現(xiàn)頻率間隔為0.26 nm或0.348 nm的3倍或4倍頻率間隔多波長斯托克斯激光出射。此方案提供了一種簡單的方法,即通過配置布里淵增益光纖數(shù)量,來實現(xiàn)頻率間隔為任意整數(shù)倍布里淵頻移量的多波長布里淵光纖激光器。在實現(xiàn)多波長窄線寬激光器方面,提出并實驗研究了一種瑞利散射效應輔助的多波長窄線寬布里淵光纖激光器方案。在此方案中,瑞利背散射和受激布里淵散射效應分別發(fā)生在不同的普通單模光纖中。瑞利背散射效應被用于壓窄激光器每一個波長分量的線寬。在適當?shù)墓饴窊p耗下,激光器可以實現(xiàn)線寬分別為1.13KHz,1.20 KHz以及1.18 KHz,同時消光比分別為46.0 dB,45.3 d B以及42.5 dB的3波長激光輸出。在更低的光路損耗下,激光器可以實現(xiàn)6波長輸出,對每一個波長其線寬都在5 KHz以下,同時消光比在30 dB左右。在激光器時域特性方面,實驗觀察到了階數(shù)大于1的高階斯托克斯激光的基頻及高倍頻自脈沖現(xiàn)象。在同一光路條件下,不同斯托克斯分量具有相同的脈沖重復頻率。在采用20 Km單模光纖的情況下,分別觀察到了重復頻率為5.17KHz,10.23 KHz及15.34 KHz的基頻和倍頻自脈沖序列,在采用45 Km單模光纖的情況下,實驗觀察到了基頻及2至5倍頻自脈沖序列。上述研究改善了布里淵光纖激光器多方面的性質(zhì),有望為各種不同應用領(lǐng)域提供光源。
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圖片說明： 哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文和effA分別為布里淵增益峰值，布里淵閾值，l[1 exp(α l)]αeff= 場的損耗因子[12]。ppaeBBncvyTg02228λρπ=的電致伸縮常數(shù)，可取為 0.902；的密度，可取為 2210 Kg/m3；壽命；光折射率；光波長；；
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圖片說明： 哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文振腔其余部分后的電場強度可表示為：]2exp[111010λπn lEEEji= (2-24滿足10E 與0E 的相位差為 2π 的整數(shù)倍，并且10 0E E 的值為最大的波長即為包含瑞利散射光的環(huán)形諧振腔光路的諧振波長。圖（2-7b）給出了在隨機函數(shù)確定分情況下10E 點乘0E 的幅值010E , E隨波長的變化，可以清楚的看到諧振波長 λ 的存在。過計算可知，對于頻率為υ的入射光，F(xiàn)-P 型或光柵型反射器件在周期d 為最小0d 時，其自由光譜范圍最大為υ，，當d 取為02d ，03d 等時，自由光譜范圍變?yōu)?υ 2υ 3等。由于瑞利散射的隨機性，0d ，02d 及03d 等都存在于光纖中，最大自由譜范圍可達υ，將遠遠大于入射光的譜線寬度。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN248

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