相干激光雷達(dá)在軍事領(lǐng)域、環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域以及無人駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用,使相干激光雷達(dá)成為了科研工作者研究的熱點(diǎn)。由于人眼安全、傳輸損耗低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),1550 nm窄線寬單頻光纖激光器作為相干激光雷達(dá)的發(fā)射源引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。因此,本文開展了連續(xù)及脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)1550 nm單頻激光的研究工作。首先,以鉺離子的準(zhǔn)三能級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),通過分析鉺離子的能級躍遷機(jī)制,建立了鉺離子準(zhǔn)三能級系統(tǒng)的速率方程模型,為摻鉺光纖種子光激光器的實(shí)驗(yàn)提供了理論依據(jù)。對短腔法,飽和吸收體(Saturable Absorber,SA)選模法和多環(huán)形腔法等在光纖激光器中獲得單頻激光的方法進(jìn)行了詳盡的理論介紹,通過對比各個(gè)選模方法的優(yōu)劣,選擇了飽和吸收體選模法來獲得單頻激光。利用Optisystem軟件對單縱模摻鉺光纖激光器進(jìn)行仿真。對未加飽和吸收體和加入飽和吸收體兩種諧振腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真研究,討論了增益光纖長度,耦合輸出比以及飽和吸收體長度對激光器功率及斜效率的影響。并通過Matlab對飽和吸收體的選模作用進(jìn)行仿真,得到了飽和吸收體的長度與輸出單縱模之間的關(guān)系。然后,搭建了單縱模摻鉺光纖激光器結(jié)構(gòu),研究分析了激光器的輸出功率,光譜特性,單縱模運(yùn)轉(zhuǎn)特性以及激光線寬特性,驗(yàn)證了增益光纖的長度以及耦合輸出比對激光器輸出性能的影響。介紹并對比了三種測量窄線寬激光器中激光線寬的方法,并利用延時(shí)的自外差探測法對激光線寬進(jìn)行測量。獲得了輸出功率為9mW,線寬為2.1 kHz,中心波長為1550 nm的穩(wěn)定單頻連續(xù)激光輸出,在一個(gè)小時(shí)內(nèi)觀察種子光模式穩(wěn)定度,發(fā)現(xiàn)拍頻信號的中心頻率穩(wěn)定無跳�，F(xiàn)象發(fā)生。其次,進(jìn)行了單頻脈沖激光放大的實(shí)驗(yàn)研究。研究分析了預(yù)放大結(jié)構(gòu)的輸出特性,獲得了功率為89 mW,線寬為2.8 kHz的1549.75 nm單縱模激光。在以上研究工作的基礎(chǔ)上,對脈沖放大結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究分析,預(yù)放大后的單縱模激光經(jīng)聲光移頻器斬波后,獲得重頻為10 kHz,脈寬為300 ns的脈沖光輸出。經(jīng)過一級摻鉺光纖放大,最終在重頻為10 kHz時(shí),獲得了脈寬為330 ns,峰值功率為1.21W的單頻脈沖激光。最后,對環(huán)形腔鎖頻放大結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究分析了種子光結(jié)構(gòu)的輸出特性,獲得了功率為495 mW,線寬為3.2 kHz的單縱模1549.76 nm的激光。測量分析了環(huán)形腔放大級的輸出特性,在未注入種子光時(shí),獲得了功率為476 mW,光束質(zhì)量為2.66的1550.25 nm的激光,此時(shí)激光器處于多縱模運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。注入種子光時(shí),獲得了功率為468 mW,線寬為3.5 kHz的單縱模1549.85 nm激光輸出。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN248
【部分圖文】：

得了中心波長為1550 nm的單頻激光，實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖1-4所示，諧振腔由寬帶光柵跟窄帶光柵組成，采用增益為5 dB/cm的高增益鉺鐿共摻磷酸鹽光纖作為增益光纖，輸出激光的最大輸出功率為200 mW，線寬小于2 kHz[15]。

2010年，代志勇等人以自反饋光注入法的方式得到了單頻窄線寬激光，裝置如圖1-5所示，將2×1輸出耦合器的一個(gè)輸出端連接到諧振腔輸入耦合器的一個(gè)輸入端口，諧振腔內(nèi)的振蕩光與反饋至諧振腔的激光發(fā)生干涉，對增益光纖折射率進(jìn)行調(diào)制，從而進(jìn)行縱模選擇。得到了波長為1549.85 nm，功率為30.6 mW，線寬為4 kHz的單頻激光輸出[19]。圖1-5基于自反饋?zhàn)⑷敕ǖ膶?shí)驗(yàn)裝置[19]

穩(wěn)定單縱模產(chǎn)生裝置實(shí)驗(yàn)圖[23]

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張東;張磊;史久林;石錦衛(wèi);弓文平;劉大禾;;受激布里淵散射的線寬壓縮及時(shí)間相干性[J];物理學(xué)報(bào);2012年06期

2 孫再吉;;NEDO成功開發(fā)線寬26nm的曝光設(shè)備[J];半導(dǎo)體信息;2007年05期

3 楊毅紅;;AutoCAD中有線寬的圓的繪制及編輯方法的研究[J];高職論叢;2006年04期

4 薛冬,樓祺洪,周軍,葉震寰,孔令峰;窄線寬光纖激光器進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2004年05期

5 李毅杰;步進(jìn)機(jī)的成象線寬控制因素探討[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;1996年04期

6 安平;AutoCAD自動改變實(shí)體線寬的實(shí)現(xiàn)[J];工程設(shè)計(jì)CAD及自動化;1997年06期

7 沈文革;Auto CAD中LINE和PLINE集的線寬編輯[J];電腦技術(shù);1995年08期

8 王水平;電子自旋共振(ESR)實(shí)驗(yàn)中測量吸收線寬△H的技巧[J];大學(xué)物理;1987年12期

9 柴燕杰;吳群;張漢一;周炳琨;;窄線寬外腔半導(dǎo)體激光器[J];激光與紅外;1988年10期

10 胡衍芝,顧德英;窄線寬單縱模溝槽襯底平面條形(AlGa)As激光器的研制及其線寬分析[J];光學(xué)學(xué)報(bào);1989年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫健;曲偉智;李鵬雄;溫建明;蔣良;肖艷紅;;基于亞內(nèi)秉線寬相關(guān)度譜的高靈敏磁力計(jì)[A];第十七屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)會議報(bào)告摘要集[C];2016年

2 周勁峰;黃騮;王麗;趙宇;;光參量振蕩器中光柵腔的線寬壓縮[A];1996全國青年激光學(xué)術(shù)研討會及中科院光束特性及變換高研研討班論文摘要集[C];1996年

3 李燁;林弋戈;曹建平;方占軍;臧二軍;;窄線寬689nm外腔半導(dǎo)體激光系統(tǒng)[A];2009全國時(shí)間頻率學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

4 張林波;許冠軍;劉杰;高靜;靖亮;董瑞芳;劉濤;張首剛;;用于鍶光鐘的698nm窄線寬激光研究進(jìn)展[A];第四屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集-S4 原子鐘技術(shù)與時(shí)頻系統(tǒng)[C];2013年

5 孫殷宏;;高功率窄線寬光纖激光光譜調(diào)控技術(shù)與小型化樣機(jī)研制[A];2015年版中國工程物理研究院科技年報(bào)(II)[C];2015年

6 洗伊民;秦偉;吳泰琉;王力平;孫堯俊;邵倩芬;費(fèi)倫;;橡膠材料的NMR微成像[A];第七屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];1992年

7 馬毅;;高功率窄線寬光纖激光及其高效優(yōu)質(zhì)光譜合成技術(shù)[A];2016年版中國工程物理研究院科技年報(bào)[C];2016年

8 王振林;;高品質(zhì)等離激元微腔中的低階和高階窄線寬腔模[A];第十七屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2015年

9 張俊杰;王震;李政陽;葉聲華;孫方金;;光學(xué)平行度的自準(zhǔn)直像線寬測量法[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會論文集（上冊）[C];2009年

10 巫祥曦;秦應(yīng)雄;唐霞輝;陳漢元;龍思琛;;半導(dǎo)體激光器線寬壓縮技術(shù)研究[A];第五屆激光先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用研討會會議手冊[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前9條

1 ;自動計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件操作技巧(二)[N];中華建筑報(bào);2008年

2 安徽 方忠誠;用顏色控制AutoCAP的輸出線寬[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

3 特邀作者：方忠誠;線寬輸出，顏色做主[N];電腦報(bào);2004年

4 王本顏;如何解決印刷開槽及印后壓線工藝問題(下)[N];中國包裝報(bào);2007年

5 忠信;英特爾展示EUV掩模樣本及50納米線寬[N];電子資訊時(shí)報(bào);2002年

6 中央電化教育館 “采用PLC技術(shù)組建校園網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)研究”課題組 王國棟;電力線寬帶組網(wǎng)問答[N];中國電腦教育報(bào);2004年

7 武萍;繪圖實(shí)戰(zhàn)[N];中華建筑報(bào);2008年

8 本報(bào)記者 馬文方;要魚也要熊掌[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

9 特約作者 吳康迪;半導(dǎo)體王國復(fù)興？[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 梁宜勇;可變線寬的無掩膜光刻理論與技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2005年

2 方蘇;窄線寬激光和窄線寬光梳的研究[D];華東師范大學(xué);2013年

3 代志勇;1.55μm單頻窄線寬光纖激光器理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

4 孫殷宏;高功率窄線寬光纖激光器理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];中國工程物理研究院;2016年

5 蔣燕義;超窄線寬激光及其在光鐘中的應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2012年

6 王福源;窄線寬非經(jīng)典光源的制備及性質(zhì)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

7 趙天明;無頻率關(guān)聯(lián)窄線寬糾纏光源的量子糾纏交換[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

8 陳默;超窄線寬布里淵摻鉺光纖環(huán)形激光器機(jī)理與特性研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

9 楊昌盛;高性能大功率kHz線寬單頻光纖激光器及其倍頻應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2015年

10 冷進(jìn)勇;窄線寬光纖放大器的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉雪麗;1550nm窄線寬全光纖脈沖激光器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

2 劉雅坤;線偏振可調(diào)諧窄線寬摻鐿光纖放大器研究[D];國防科技大學(xué);2017年

3 王睿;不同波長超穩(wěn)激光系統(tǒng)的遠(yuǎn)程比對[D];中國計(jì)量大學(xué);2018年

4 徐志晨;窄線寬摻鉺光纖環(huán)形激光器技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

5 李相良;鍶原子698 nm鐘躍遷激光系統(tǒng)搭建及窄線寬激光技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2017年

6 周奇;紫外納米線寬測量系統(tǒng)及線寬邊緣的準(zhǔn)確評估[D];浙江理工大學(xué);2019年

7 杜楠;窄線寬鉺鐿共摻光纖激光器的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

8 張志楠;窄線寬摻鐿光纖激光器的研究[D];華中科技大學(xué);2011年

9 張仁杰;單頻單偏振窄線寬光纖激光器[D];安徽大學(xué);2007年

10 尹傳祥;紫外顯微鏡微納線寬測量關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2826293