【摘要】：單頻光纖激光器是指諧振腔內僅存一個縱模振蕩且其擁有窄線寬、低噪聲、波長可調諧、穩(wěn)定性高和相干性好等特性。近幾年在光纖傳感、光纖通信、激光測距等領域有著廣泛的應用,目前針對不同波段和結構的單頻光纖激光器是國內外在光纖激光領域研究的熱門方向。本文以可切換雙波長和波長連續(xù)可調諧的單頻光纖激光器為方向展開研究,針對1μm波段的單頻激光輸出設計諧振腔結構,并提出相應的濾波結構來消除多縱模和壓縮線寬,獲得了穩(wěn)定的單頻窄線寬低噪聲激光輸出。本文的主要內容如下:1、介紹了不同的實現(xiàn)單頻光纖激光器的諧振腔結構和濾波選模的關鍵技術,并分析了增益光纖中Yb3+的能級結構速率方程和光譜特性,接著建立了環(huán)形諧振腔的理論模型。然后,我們詳細地介紹了基于掃描F-P標準具的單頻激光信號的測量方法和基于延時移頻自外差法的線寬測量方法;2、針對實現(xiàn)穩(wěn)定的雙波長窄線寬低噪聲光纖激光輸出的問題,我們利用幾何“8”字形的諧振腔結構并結合非線性放大光纖環(huán)形鏡來濾波選模,實現(xiàn)了穩(wěn)定的工作波長為1064.65和1065.45 nm的可切換雙波長單頻光纖激光輸出。利用延時自外差系統(tǒng)測量到的激光20d B線寬分別為853和932 Hz,輸出激光的信噪比超過50 d B。兩個波長在5.0 MHz范圍內小于-120 d B/Hz,兩個波長弛豫振蕩頻率約為250 k Hz。同時,我們也分析了其功率和光譜等輸出特性;3、利用多光纖環(huán)結構的復合腔型和光纖環(huán)形濾波器,實現(xiàn)了調諧范圍為1020-1090 nm的單頻激光輸出,其輸出信號光學信噪比均高于50 d B。在調節(jié)至波長輸出為1064 nm單頻的狀態(tài)下,利用的單模光纖作為延時線,輸出的1064 nm單頻激光測量到的20 d B寬度是2.32 k Hz,同時其輸出波長的波動低于1%。
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN248
【圖文】：

圖 1.3 (a) 基于線形諧振腔的光纖激光器基本結構光纖激光器結構由光纖耦合器(Coupler)、波分復用器(WDM: Wltiplexing)、隔離器（isolator）和光纖布拉格光柵等濾波器件和光諧振腔(如圖 1.3 (b)所示)。泵浦光由耦合器進入諧振腔，然后在

(b)基于線形諧振腔的光纖激光器基本結構

【參考文獻】

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本文編號：2730032