本文關(guān)鍵詞：線寬超窄的雙波長光纖激光器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多波長超窄線寬光纖激光器在光傳感、光纖通信、高精度測量儀器、精密醫(yī)療設(shè)備和微波太赫茲波的產(chǎn)生等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在光通信方面,超窄線寬的多波長光纖激光器可以極大的提高通信容量、通信質(zhì)量和通信距離,同時降低通信系統(tǒng)成本;在多參數(shù)光傳感領(lǐng)域,線寬極窄的多波長光纖激光器可以有效的提高傳感精度和準確度,同時避免多個光源帶來的高系統(tǒng)成本和更多的不穩(wěn)定性;在微波太赫茲波產(chǎn)生方面,利用線寬超窄、相位噪聲極低的雙波長光纖激光器進行光學(xué)差頻可以獲得更加純凈的微波和太赫茲波。本文利用瑞利散射深度壓縮激光線寬的方法,進行了線寬超窄的雙波長光纖激光器的實驗與研究,論文的主要工作如下:(1)首先從工作原理上對實現(xiàn)超窄線寬光纖激光器和雙波長光纖激光器的主要技術(shù)方案進行了分析,指出利用瑞利散射深度壓縮激光線寬的方法是目前非常有效的激光線寬壓縮技術(shù),瑞利散射譜的線寬小于輸入激光的線寬,光在激光諧振腔內(nèi)循環(huán)多次之后,瑞利散射對激光線寬的壓縮效應(yīng)逐漸積累,最終可以獲得線寬超窄的激光輸出。由于瑞利散射不具有波長選擇性,因此從理論上講,十分適用于對多個不同波長的激光線寬進行同時壓縮。(2)基于光纖中的瑞利散射深度壓縮激光線寬的機制,采用典型的環(huán)形光纖激光腔結(jié)構(gòu),結(jié)合兩支中心波長分別為1530 nm和1550 nm的FBG進行激光諧振波長選擇,通過調(diào)節(jié)可調(diào)諧光衰減器和偏振控制器分別調(diào)節(jié)兩個波長激光分別對應(yīng)的腔損和增益使其達到均衡狀態(tài),從而獲得穩(wěn)定的雙波長激光輸出;采用110 m的微拉錐光纖作為高受激布里淵閾值光纖,實現(xiàn)瑞利散射信號的積累從而對激光線寬進行深度壓縮,最后通過自外差探測法對兩個波長輸出激光的線寬分別進行探測,在泵浦光功率為200 mW時,獲得的1530 nm波長激光和1550 nm波長激光的線寬分別為670 Hz和650 Hz,其邊模抑制比分別達到52 dB和51 dB,兩波長輸出功率最大達到1.07 mW和1.09 mW,穩(wěn)定性良好。(3)將激光腔內(nèi)110 m的微拉錐光纖移除進行對比實驗,研究瑞利散射對激光線寬的壓縮效果,未利用瑞利散射進行激光線寬壓縮的情況下,獲得的雙波長激光輸出線寬分別為12.93 kHz和13.4 kHz,實驗表明瑞利散射的確有效的壓縮了激光線寬,成功地將數(shù)十kHz的激光線寬壓縮到百赫茲量級,且其對兩個波長激光的線寬壓縮效果基本相同,兩個波長不具有選擇性。(4)固定一支FBG的波長,通過施加應(yīng)力的方式調(diào)諧另外一支FBG的中心波長,從而實現(xiàn)輸出激光的波長調(diào)諧,波長調(diào)諧后該雙波長激光器依然保持雙波長的穩(wěn)定激射,并且激光線寬保持700 Hz不變,調(diào)諧范圍為3 nm左右,該實驗結(jié)果進一步說明基于光纖中的瑞利散射深度壓縮激光線寬的機制可以同時實現(xiàn)多個激光線寬的同時壓縮。在本論文中,激光的波長是由光纖光柵的中心波長所決定的,在實際應(yīng)用中,可以通過改變?yōu)V波器波長以及增益介質(zhì)將該方法應(yīng)用于遠紅外、紫外等寬波段激光的線寬壓縮中。
【關(guān)鍵詞】：雙波長光纖激光器 線寬壓縮 瑞利散射 超窄線寬 波長調(diào)諧
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光纖激光器的發(fā)展與應(yīng)用10-11
• 1.3 窄線寬光纖激光器的研究意義與進展11-12
• 1.4 雙波長光纖激光器的研究背景及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 本文的研究內(nèi)容與意義13-15
• 1.5.1 課題的提出13-14
• 1.5.2 課題的研究內(nèi)容14
• 1.5.3 課題研究的意義14-15
• 2 雙波長窄線寬光纖激光器的理論基礎(chǔ)15-35
• 2.1 激光線寬的基本理論15-24
• 2.1.1 激光線寬的展寬及主要影響因素15-19
• 2.1.2 激光線寬的測量方法及原理19-24
• 2.2 光纖激光器的線寬壓縮原理和技術(shù)24-32
• 2.2.1 窄線寬光纖激光器的常用技術(shù)方案及其原理24-28
• 2.2.2 基于瑞利散射的激光線寬壓縮機制28-32
• 2.3 雙波長光纖激光器的工作原理及技術(shù)方案32-34
• 2.3.1 雙波長光纖激光器的工作原理32-33
• 2.3.2 雙波長光纖激光器的常用技術(shù)方案33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 超窄線寬雙波長光纖激光器的實驗研究35-45
• 3.1 實驗結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理35-37
• 3.2 實驗過程與結(jié)果分析37-44
• 3.2.1 光譜特性分析37-38
• 3.2.2 激光單頻運轉(zhuǎn)特性及線寬特性分析38-40
• 3.2.3 激光線寬與泵浦功率的關(guān)系40-42
• 3.2.4 激光波長穩(wěn)定性和功率穩(wěn)定性42-43
• 3.2.5 激光功率和泵浦效率43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 4 線寬壓縮效果研究及波長可調(diào)諧研究45-57
• 4.1 實驗結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理45
• 4.2 實驗過程與實驗結(jié)果分析45-49
• 4.3 波長調(diào)諧的實驗研究49-55
• 4.3.1 波長調(diào)諧的實現(xiàn)49-52
• 4.3.2 激光輸出特性探測與分析52-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 5 全文總結(jié)57-59
• 5.1 論文工作總結(jié)57-58
• 5.2 論文下一步工作58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-65
• 附錄65
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：線寬超窄的雙波長光纖激光器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：466602