發(fā)布時間：2020-03-26 13:49

【摘要】：由超短激光脈沖技術開辟的超快光子學,它使人類進入一個嶄新的時空世界:飛秒激光提供了一種時間分辨率高達10-15秒的光探針,使得人類能夠了解原子、分子的結構和瞬態(tài)超快運動。眾所周知,任何一個領域的發(fā)展都需要與之相對應的測量方法和技術的發(fā)展。在光通信領域,超高速光信號的測量與分析成為當前寬帶通信網亟待解決的問題。作為目前研究和開發(fā)超高速光纖通信設備、系統(tǒng)和網絡的測試設備的超寬帶光采樣示波器目前只能對皮秒以上的周期脈沖或者隨機脈沖信號進行采樣,其局限性主要就是因為這種示波器的采樣源是亞皮秒脈沖激光器。為了測量更短的脈沖,采用降頻相干光采樣方法的分數(shù)域寬帶光信號分析儀的研制具有很大意義,而本篇論文主要針對降頻相關光采樣方法中的采樣脈沖激光器進行實驗研究。而非線性偏振旋轉鎖模光纖激光器屬于被動鎖模光纖激光器的一種,具有被動鎖模激光器結構緊湊,穩(wěn)定性好,價格低廉等優(yōu)勢,不需要任何有源器件就可以實現(xiàn)模式鎖定。本論文主要研究如何提高非線性偏振旋轉鎖模光纖激光器的光束質量以及縮小激光器的體積以方便更好的為新式寬帶光信號分析儀提供采樣光源。本論文的主要工作如下:1)搭建了基于非線性偏振旋轉效應的傳統(tǒng)孤子鎖模光纖激光器,并對光脈沖在諧振腔內的整個運行以及鎖模的過程做出了詳細介紹。實驗最終實現(xiàn)了穩(wěn)定的鎖模,得到了重復頻率在29.7MHz的光脈沖信號,在重復頻率的要求上首先滿足了采樣脈沖激光器的需求。并對系統(tǒng)進行了一系列長時間和短時間穩(wěn)定性的測試。2)改進了傳統(tǒng)鎖模光纖激光器實驗方案的一些缺陷,通過加入色散管理,搭建了正色散鎖模光纖激光器實驗平臺和展寬脈沖鎖模光纖激光器實驗平臺,并將激光器的主要器件集成在了一個200mm*120mm*40mm的藍色盒子內,實現(xiàn)了激光器的小型化。通過對兩種實驗方案結果的分析,總結了正色散鎖模光纖激光器和展寬脈沖鎖模光纖激光器的優(yōu)勢與劣勢。3)通過對三種實驗方案結果的分析以及根據采樣脈沖激光器的要求,最后選擇對展寬脈沖鎖模光纖激光器進行腔外的放大擴譜實驗。在放大系統(tǒng)中,在有限的體積要求和有限的泵浦功率要求下,成功將信號光放大了 21倍,并于擴譜后得到了脈寬為20fs的平坦超短脈沖光,基本實現(xiàn)采樣脈沖激光器的指標要求。
【圖文】：

皮秒級［３１］，并且調制器的引入會造成無法形成全光纖結構，而振動、超模競爭以及溫度變化等外部環(huán)境的影響，要想提高穩(wěn)復雜的技術，會造成系統(tǒng)結構復雜以及成本過高。逡逑鎖模光纖激光器逡逑鎖模激光器不需要在激光腔內加入任何主動器件，所以擁有結低的優(yōu)點。被動鎖模激光器主要是通過運用可飽和吸收體的特非線性效應的共同作用下，，對脈沖進行窄化，最終完成超短脈模光纖激光器的鎖模機制主要有可飽和吸收體鎖模，非線性ＬＭ），以及非線性偏振旋轉鎖模（ＸＰＲ）等方式［Ｍ］，但有一個共同機制，依靠光纖的自相位調制效應（ＳＰＭ），交叉相位調制效應散效應（ＧＶＤ）等非線性效應。逡逑吸收體鎖模逡逑／邋Ｐｕｍｐ逡逑

圖１－２非線性光纖環(huán)境鎖模結構示意圖。ＷＤＭ：９８0ｎｍ／１５５０ｎｍ波分復用耦合器；Ｇａｉｎｆｉｂｅｒ：逡逑增益光纖；５０：５０邋ｃｏｕｐｌｅｒ：邋５０比５０耦合器；Ｏｕｔ邋ｃｏｕｐｌｅｒ：輸出光搞合器。逡逑非線性光纖環(huán)境鎖模激光器的結構示意圖如圖１－２所示，也成為“８”字型逡逑鎖模［３４］。非線性光纖環(huán)境鎖模是一種利用光纖非線性形成等效可飽和吸收體的鎖逡逑模機制。非線性光纖環(huán)境是由一個２＊２光纖耦合器組成，在耦合器兩側連接兩個逡逑端口。圖中所示耦合器左側的環(huán)形腔為ＮＡＬＭ腔，增益光纖放置在距離耦合器較逡逑近的地方，泵浦光通過ＷＤＭ進入環(huán)形腔后［３５］，被分成兩束方向相反的光波，這兩逡逑束光的振幅相同，其中剛進入環(huán)形腔就有一束光被增益光纖放大，另一束光則在逡逑離開環(huán)形腔之前才會完成放大過程，因此，兩束光在環(huán)形腔內積累的非線性相移逡逑不同，而且兩束光的相位差會隨著脈沖形狀的不同而變化，通過調節(jié)ＰＣ，是脈沖逡逑中心較強的峰值部分相位差為ｎ，可透射通過耦合器，其余部分被反射。通過這逡逑樣的機制形成等效可飽和吸收體
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN248

【參考文獻】

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1 張豫坤;祁繼隆;王勛;;布儒斯特定律測折射率的光學系統(tǒng)設計[J];科技視界;2017年12期

2 范志新;;偏光片知識講座 第三講 偏光元件原理[J];現(xiàn)代顯示;2012年04期

3 李鵬;王愛民;王希;張志剛;;北京大學研制成功重復頻率330MHz摻鐿光纖飛秒激光器[J];中國激光;2011年02期

4 楊愛英;吳翔宇;孫雨南;;Robustness estimation of software-synchronized all-optical sampling for fiber communication systems[J];Chinese Optics Letters;2009年03期

5 王肇穎,王永強,林冉,李世忱;寬可調諧自起振被動鎖模摻鉺光纖激光器[J];光子學報;2004年08期

6 王肇穎,王永強,李智勇,賈東方,葛春風,張瑞峰,李世忱;基于色散不對稱光纖環(huán)形鏡的鎖模光纖激光器[J];光學學報;2004年05期

7 王肇穎,王永強,林冉,葛春風,張瑞峰,李世忱;亞皮秒自起振被動鎖模摻鉺光纖激光器[J];光電子·激光;2004年03期

8 劉東峰,陳國夫,白晉濤,王賢華;飛秒激光脈沖摻Er~(3+)光纖放大過程中的高階孤子壓縮效應與增益特性的實驗研究[J];中國科學(A輯);1999年08期

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1 徐聰;全正色散鎖模光纖激光器的性能研究[D];北京郵電大學;2011年

2 趙德雙;高性能鎖模光纖激光器研究[D];電子科技大學;2005年

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1 韓旭;可調諧雙波長環(huán)形腔摻鉺光纖激光技術研究[D];西安理工大學;2010年

本文編號：2601530