發(fā)布時(shí)間：2020-06-26 07:42

【摘要】：單頻光纖激光器是指諧振腔內(nèi)僅存一個(gè)縱模振蕩且其擁有窄線寬、低噪聲、波長(zhǎng)可調(diào)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(cè)距等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,目前針對(duì)不同波段和結(jié)構(gòu)的單頻光纖激光器是國(guó)內(nèi)外在光纖激光領(lǐng)域研究的熱門(mén)方向。本文以可切換雙波長(zhǎng)和波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧的單頻光纖激光器為方向展開(kāi)研究,針對(duì)1μm波段的單頻激光輸出設(shè)計(jì)諧振腔結(jié)構(gòu),并提出相應(yīng)的濾波結(jié)構(gòu)來(lái)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(nèi)容如下:1、介紹了不同的實(shí)現(xiàn)單頻光纖激光器的諧振腔結(jié)構(gòu)和濾波選模的關(guān)鍵技術(shù),并分析了增益光纖中Yb3+的能級(jí)結(jié)構(gòu)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?cè)敿?xì)地介紹了基于掃描F-P標(biāo)準(zhǔn)具的單頻激光信號(hào)的測(cè)量方法和基于延時(shí)移頻自外差法的線寬測(cè)量方法;2、針對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的雙波長(zhǎng)窄線寬低噪聲光纖激光輸出的問(wèn)題,我們利用幾何“8”字形的諧振腔結(jié)構(gòu)并結(jié)合非線性放大光纖環(huán)形鏡來(lái)濾波選模,實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的工作波長(zhǎng)為1064.65和1065.45 nm的可切換雙波長(zhǎng)單頻光纖激光輸出。利用延時(shí)自外差系統(tǒng)測(cè)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(guò)50 d B。兩個(gè)波長(zhǎng)在5.0 MHz范圍內(nèi)小于-120 d B/Hz,兩個(gè)波長(zhǎng)弛豫振蕩頻率約為250 k Hz。同時(shí),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(jié)構(gòu)的復(fù)合腔型和光纖環(huán)形濾波器,實(shí)現(xiàn)了調(diào)諧范圍為1020-1090 nm的單頻激光輸出,其輸出信號(hào)光學(xué)信噪比均高于50 d B。在調(diào)節(jié)至波長(zhǎng)輸出為1064 nm單頻的狀態(tài)下,利用的單模光纖作為延時(shí)線,輸出的1064 nm單頻激光測(cè)量到的20 d B寬度是2.32 k Hz,同時(shí)其輸出波長(zhǎng)的波動(dòng)低于1%。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN248
【圖文】：

圖 1.3 (a) 基于線形諧振腔的光纖激光器基本結(jié)構(gòu)光纖激光器結(jié)構(gòu)由光纖耦合器(Coupler)、波分復(fù)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(jìn)入諧振腔，然后在

(b)基于線形諧振腔的光纖激光器基本結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2730032