近年來(lái),由于隨機(jī)光纖激光器（RFL）在光傳感和光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力,引起了人們廣泛的關(guān)注。早期隨機(jī)光纖激光器的研究重點(diǎn)主要是基于普通單模光纖的拉曼隨機(jī)激光器,這種隨機(jī)激光器的激光閾值一般在瓦量級(jí)。而基于布里淵散射的隨機(jī)激光器,其增益系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于拉曼散射,可以將閾值降低至幾十毫瓦。因此,本文提出了一種通過(guò)受激布里淵散射提供放大機(jī)制,長(zhǎng)光纖中的后向瑞利散射提供隨機(jī)分布反饋機(jī)制的雙端泵浦隨機(jī)光纖激光器模型,并設(shè)計(jì)了基于該模型的多波長(zhǎng)布里淵隨機(jī)光纖激光器（MW-BRFL）,主要研究?jī)?nèi)容分為以下三個(gè)部分:1、提出了一種雙端泵浦布里淵隨機(jī)激光器模型,建立并數(shù)值求解了關(guān)于該激光器的功率耦合方程式。通過(guò)改變泵浦功率,仿真了不同耦合系數(shù)與光纖長(zhǎng)度時(shí)的泵浦光和斯托克斯光的輸出功率分布以及相應(yīng)的閾值等激光輸出特性。根據(jù)仿真結(jié)果,得到了不同光纖長(zhǎng)度及耦合系數(shù)下光纖兩端的泵浦光功率均呈指數(shù)衰減,斯托克斯光功率均呈指數(shù)增加,耦合系數(shù)越大,在光纖兩端產(chǎn)生的斯托克斯光功率就越高,并且光纖有效作用長(zhǎng)度就越大,多波長(zhǎng)激光輸出的閾值就越低。2、設(shè)計(jì)了一種基于以上模型的MW-BRFL,該MW-BRFL采用雙端泵浦結(jié)構(gòu),普通... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

隨機(jī)激光示意圖

章緒論3由于基于受激拉曼散射效應(yīng)的隨機(jī)激光器的閾值通常在1W以上，因此有關(guān)閾值較低的受激布里淵隨機(jī)激光器的研究相繼展開(kāi)。早在1998年，F(xiàn)otiadi等人[5]在300m單模光纖中觀察到受激布里淵散射（SBS）過(guò)程的斯托克斯場(chǎng)（Stokes）的光譜范圍異常狹窄，對(duì)這一現(xiàn)象的解釋是由于Stokes場(chǎng)的瑞利散射引起的動(dòng)態(tài)分布式反饋的結(jié)果。2011年，F(xiàn)otiadi首次報(bào)道了瑞利散射提供分布反饋機(jī)制、受激布里淵散射效應(yīng)提供增益的隨機(jī)光纖激光器，得到了斯托克斯光相較于泵浦光具有11GHz大小的頻移量，為該方向的研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基矗圖1-2三種不同布里淵頻率的光纖級(jí)聯(lián)而成的隨機(jī)光纖激光器[7]2012年8月，加拿大渥太華大學(xué)的Pang等人[7]首次提出了具有單頻和窄線寬的瑞利散射反饋隨機(jī)布里淵光纖激光器，如圖1-2所示，該激光器的增益介質(zhì)由三種低損耗光纖級(jí)聯(lián)組成，在中間光纖部分中產(chǎn)生的布里淵斯托克斯光的瑞利散射沿兩個(gè)方向被其他另外兩個(gè)光纖增強(qiáng)，當(dāng)中間光纖的布里淵增益超過(guò)一次往返的布里淵斯托克斯光的有效損耗時(shí)，在中間光纖的布里淵譜線的頂部會(huì)觀察到窄的線寬激射，其激射線寬窄至3kHz。2013年5月，Pang等人[8]在相干布里淵隨機(jī)光纖激光器中觀察到窄線寬的激光尖峰，該激光器采用半開(kāi)腔結(jié)構(gòu)，使用連續(xù)波光纖激光器作為泵浦源，單模光纖中的受激布里淵散射充當(dāng)增益機(jī)制，而非均勻光纖中的瑞利散射提供隨機(jī)分布反饋，得到了閾值僅有4mW、線寬僅有10Hz的隨機(jī)激光輸出。但是，這種相干布里淵隨機(jī)光纖激光器的高頻具有不穩(wěn)定性，包括頻率抖動(dòng)和多模發(fā)射，其主要原因是由于光纖不均勻性造成的布里淵增益頻譜不均勻展寬和全開(kāi)腔對(duì)外部干擾的敏感性較高。因此在2013年11月，Pang等人[9]接著提出了以受激布里淵散射為增益機(jī)制，瑞利散射為反饋機(jī)制的相干?

第一章緒論5（a）（b）圖1-3(a)全開(kāi)腔多波長(zhǎng)隨機(jī)光纖激光器結(jié)構(gòu)圖；(b)不同泵浦功率下多波長(zhǎng)的輸出頻譜[6]2013年3月，Ahmad等人[6]提出了一種基于瑞利散射反饋的S波段多模布里淵-拉曼隨機(jī)光纖激光器。如圖1-3(a)所示，采用全開(kāi)腔結(jié)構(gòu)，非線性增益介質(zhì)為7.7km長(zhǎng)的色散補(bǔ)償光纖（DCF），光纖末端進(jìn)行了角度切割以防止菲涅爾反射，兩個(gè)1425nm激光二極管放大布里淵泵浦（BP）信號(hào)，該信號(hào)又通過(guò)受激布里淵散射產(chǎn)生多波長(zhǎng)激光輸出。最終在361.66mW的拉曼泵浦功率下獲得了從1515.15到1516.00nm的11條布里淵斯托克斯線，圖1-3(b)所示，其中，產(chǎn)生了五條奇數(shù)的布里淵斯托克斯線，其峰值功率約為0dBm�；谑芗げ祭餃Y散射效應(yīng)的多波長(zhǎng)隨機(jī)激光器，由于較弱的瑞利散射反饋特性，采用全開(kāi)腔結(jié)構(gòu)會(huì)引起如圖中所示的奇偶階斯托克斯光峰值功率差異較大的問(wèn)題，研究人員通過(guò)在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中引入光纖環(huán)形鏡、啁啾光柵與環(huán)形腔等器件，構(gòu)成半開(kāi)腔結(jié)構(gòu)，可解決奇偶階斯托克斯光峰值功率差異較大的問(wèn)題。（a）（b）圖1-4(a)半開(kāi)腔多波長(zhǎng)隨機(jī)光纖激光器結(jié)構(gòu)圖；(b)不同泵浦功率下多波長(zhǎng)的輸出頻譜[11]比如2013年，電子科技大學(xué)的吳函等人[11]提出了一種基于布里淵-拉曼混合

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]隨機(jī)分布反饋光纖激光器研究進(jìn)展[J]. 胡朋兵,董新永.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2011(11)
[2]單模光纖中受激布里淵散射閾值研究[J]. 沈一春,宋牟平,章獻(xiàn)民,陳抗生.  中國(guó)激光. 2005(04)

碩士論文
[1]隨機(jī)激光器的幾個(gè)前沿理論課題研究[D]. 王可嘉.華中科技大學(xué) 2004



本文編號(hào)：2924593