高功率、窄帶寬、高集成化的單頻光纖激光器,以及波長(zhǎng)可選或可同時(shí)輸出的多波長(zhǎng)光纖激光器在光通信、高精度光譜和波分復(fù)用等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。諧振腔作為激光器的核心組成部分,通過(guò)設(shè)計(jì)合適的腔結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)上述不同的功能是非常重要的一種手段。在各種腔結(jié)構(gòu)中,最常見(jiàn)的是法布里-珀羅（Fabry-Peort,F-P）腔,并且光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Gratings,FBG）是光纖光學(xué)中非常重要的光學(xué)元器件之一,所以相應(yīng)地,由FBG構(gòu)成的F-P腔是光纖激光器中十分關(guān)鍵的諧振腔結(jié)構(gòu)。在本文中,基于非對(duì)稱FBG構(gòu)成的F-P腔結(jié)構(gòu),我們討論了單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)乃至多波長(zhǎng)光纖激光器的實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了深入的理論分析和數(shù)值計(jì)算。運(yùn)用耦合模理論與傳輸矩陣法,我們重點(diǎn)分析了非對(duì)稱FBG構(gòu)成的單腔和多腔結(jié)構(gòu)的透射光譜特性。具體工作如下:（1）提出了一種基于兩個(gè)非對(duì)稱FBG的F-P腔全光纖結(jié)構(gòu),能夠在設(shè)計(jì)波長(zhǎng)處實(shí)現(xiàn)窄帶寬單縱模透射。兩個(gè)FBG之間的光柵周期（或布拉格波長(zhǎng)）不同,從而導(dǎo)致它們的反射禁帶部分重疊,重疊區(qū)域的大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)FBG的周期控制,使得重疊區(qū)域只允許一個(gè)波長(zhǎng)通過(guò)諧振腔結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)單縱模透射。... 

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【部分圖文】：

圖１．２?ＤＢＲ光纖激光器示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＢＲ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ??窄帶寬單頻光纖激光器在摻雜光纖和光柵結(jié)構(gòu)被深入研宄后受到了大量的關(guān)注

柵折射率調(diào)制深度。??（３）?—?Ｌ＝５ｍｍ??＾?１?—Ｌ＝１０ｍｍ＇??＞?Ｙ?＼?一?Ｌ＝２０ｍｍ??｜?〇－５－?－??ｑ????１５４９．６?１５４９．８?１５５０?１５５０．２?１５５０．４??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ａ／ｎｍ??（ｂ）?????—?Ａｎ＝ｌｘｌ０＂４??＾?ｆ￣了＂＂＂＂ｘ￣＾￣Ａｎ＝２ｘｌＯ＂４??Ｌ?ａ?ｆｎｕ一??１５４９．６?１５４９．８?１５５０?１５５０．２?１５５０．４??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ａ／ｎｍ??圖２．２光纖布拉格光柵的反射光譜。（旬光柵長(zhǎng)度不同；（ｂ）光柵折射率調(diào)制深度不同??Ｆｉｇ．２．２?Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ＦＢＧｓ．?（ａ）?ｔｈｅ?ｌｅｎｇｔｈｓ?ｏｆ?ＦＢＧｓ?ａｒｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ；?（ｂ）?ｔｈｅ?ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ?ｉｎｄｅｘ??ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ＦＢＧｓ?ａｒｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??在光柵折射率調(diào)制很弱時(shí)，則滿足４？？＾，反射禁帶的帶寬與光柵長(zhǎng)度呈正相關(guān)。??Ｌ??反之，在光柵折射率調(diào)制很強(qiáng)時(shí)，則滿足Ａ／７？＾，但此時(shí)反射禁帶與光柵長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，??Ｌ??只與折射率調(diào)制深度成正比。這是由于在強(qiáng)折射率調(diào)制時(shí)，波長(zhǎng)在反射禁帶范圍內(nèi)的光??不需要穿透整個(gè)光柵就己經(jīng)被反射，并且第一零點(diǎn)帶寬的大小己經(jīng)非常接近光柵的半高??

華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?第１７頁(yè)??全寬，這是由于在強(qiáng)折射率調(diào)制下，光柵禁帶范圍內(nèi)的反射率己經(jīng)接近１００％，反射主??峰從波包的形狀轉(zhuǎn)化為矩形分布。??在本文中，我們的研宄基于ＦＢＧ的光譜特性，即反射率、光柵中心波長(zhǎng)和反射禁??帶等，為了實(shí)現(xiàn)特定的光譜特性就需要設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的光柵參數(shù)。圖２．２是根據(jù)ＦＢＧ的反射??率表達(dá)式（２－２２），固定Ｂｒａｇｇ波長(zhǎng)為１５５０ｎｍ，有效折射率％?＝１．４５，計(jì)算得到均勻??ＦＢＧ的反射光譜。圖２．２（ａ）中，選取光柵折射率調(diào)制Ａ？＝１０＇分別對(duì)比光柵長(zhǎng)度為５ｍｍ、??１０ｍｍ、２０ｍｍ時(shí)的光譜分布。從圖中可以發(fā)現(xiàn)增大光柵長(zhǎng)度，光柵反射率會(huì)逐漸增加，??但禁帶寬度卻逐漸減小，并且整體反射主峰呈現(xiàn)矩形結(jié)構(gòu)。當(dāng)光柵長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)之后，對(duì)??于光柵反射光譜的影響將會(huì)非常小，這是因?yàn)楣獠ㄎ赐ㄟ^(guò)全部的光柵結(jié)構(gòu)就己經(jīng)幾乎完??全被反射；在圖２．２（ｂ）中，固定光柵長(zhǎng)度為１０ｍｍ，分別對(duì)比折射率調(diào)制Ａｎ為ｌｘｌ（Ｔ、??２ＸＨＴ４、３ｘｌ〇＿４時(shí)的反射光譜。當(dāng)增加光柵折射率調(diào)制時(shí)，從圖中可以發(fā)現(xiàn)其反射率會(huì)??隨之增加，而且反射禁帶寬度也逐漸增加，同時(shí)兩邊側(cè)峰的反射率也會(huì)隨之增加�？傮w??來(lái)說(shuō)，光柵折射率調(diào)制較弱時(shí)，光柵長(zhǎng)度是影響反射光譜主要的參數(shù)，而通過(guò)折射率調(diào)??制可以有效地增加反射率和禁帶寬度。觀察分析圖２．２，還可以發(fā)現(xiàn)增加光柵長(zhǎng)度或折??射率調(diào)制，都能得到光柵的高反射率。根據(jù)式（２－２５），可以分析得到光柵中心波長(zhǎng)在波??導(dǎo)有效折射率固定的情況下，只隨著光柵周期的變化而改變。??２．３傳輸矩陣法??通過(guò)耦合模理論分析均勻ＦＢＧ中傳輸模式之間的耦合，可以得到ＦＢＧ的光譜特性，??但對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜


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