本文關鍵詞：基于啁啾相移光纖光柵的光纖激光器的研究

  更多相關文章： 壓電陶瓷片 啁啾相移光纖光柵 波長可調連續(xù)光纖激光器 調Q光纖激光器

【摘要】：光纖激光器是一種特殊形態(tài)的固體激光器,與傳統(tǒng)的固體激光器相比,具有易與光纖系統(tǒng)耦合且插入損耗小,輸出光束質量好等獨特的優(yōu)點,目前已經廣泛應用于光通信、光傳感、雷達、激光加工、激光醫(yī)療以及激光測距等領域。本文結合國家自然科學基金項目展開了基于啁啾相移光纖光柵(CPSFBG)的波長可調諧連續(xù)光纖激光器和調Q光纖激光器的理論和實驗研究,完成的主要工作如下：1.利用傳輸矩陣法分析了相移光纖光柵和線性啁啾光纖光柵的傳輸特性,同時介紹了啁啾相移光纖光柵的產生原理及光纖光柵在波長可調連續(xù)光纖激光器和調Q光纖激光器中的應用。2.研究了一種基于啁啾相移光纖光柵的波長可調諧連續(xù)光纖激光器的實現(xiàn)方案。該方案中利用壓電陶瓷片(PZT)對線性啁啾光纖光柵的縱向拉伸作用向其引入穩(wěn)定的相移,仿真分析了PZT加載不同大小的直流電壓及PZT作用于線性啁啾光纖光柵不同位置兩種情況下的啁啾相移光纖光柵的傳輸特性。理論推導及仿真分析了該光纖激光器的實現(xiàn)原理,研究了泵浦功率、摻鉺光纖(EDF)長度及輸出耦合率等參量對輸出激光功率的影響。3.研究了一種基于啁啾相移光纖光柵的調Q光纖激光器的實現(xiàn)方案,該方案通過在PZT上加載調制信號實現(xiàn)。仿真中采用占空比為50%的周期矩形信號,當設置這個周期矩形信號的頻率為10KHz時,可得到重復頻率為10KHz,脈沖寬度為1μs的脈沖激光。4.實驗搭建了基于啁啾相移光纖光柵的可調諧連續(xù)光纖激光器系統(tǒng)模型。利用相位掩膜和紫外曝光技術制作了中心波長為1544.843nm,長度為9cm的線性啁啾光纖光柵(LCFBG),將PZT粘貼于其中間位置,當PZT加載直流電壓時,啁啾相移光纖光柵的頻譜出現(xiàn)一個窄帶缺口,且缺口的中心波長和透射率隨著加載電壓的變化而變化。將這個基于PZT的啁啾相移光纖光柵用于可調諧連續(xù)光纖激光器,隨著加載電壓的增大,輸出激光的工作波長向長波長漂移,且輸出功率增加,實驗變化趨勢與理論分析結果一致。將PZT保持在某一電壓下,每隔5分鐘記錄一次激光器輸出光譜,結果表明,在實驗時間內,搭建的基于啁啾相移光纖光柵的波長可調連續(xù)光纖激光器的激光輸出具有很好的穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：壓電陶瓷片 啁啾相移光纖光柵 波長可調連續(xù)光纖激光器 調Q光纖激光器
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN248
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 光纖光柵的發(fā)展與應用研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 光纖激光器的研究背景與光纖光柵在其中的應用13-17
• 1.3.1 光纖激光器的優(yōu)點和分類14-15
• 1.3.2 光纖光柵在光纖激光器中的應用15-17
• 1.4 基于光纖光柵的波長可調諧光纖激光器的發(fā)展17-18
• 1.5 基于光纖光柵的調Q光纖激光器的發(fā)展18-19
• 1.6 論文主要章節(jié)安排19-21
• 2 基于光纖光柵的光纖激光器的基本原理21-38
• 2.1 光纖光柵的基本原理21-28
• 2.1.1 均勻光纖布拉格光柵及其傳輸矩陣21-24
• 2.1.2 相移光纖光柵及其傳輸矩陣24-26
• 2.1.3 線性啁啾光纖光柵及其傳輸矩陣26-28
• 2.2 光纖激光器工作原理28-33
• 2.2.1 光纖激光器組成28-29
• 2.2.2 摻鉺光纖中的激光效應29-32
• 2.2.3 鉺離子的能級速率方程32-33
• 2.3 調Q光纖激光器工作原理33-36
• 2.3.1 調Q脈沖產生過程概述33-35
• 2.3.2 調Q激光器輸出特性分析35-36
• 2.6 本章小結36-38
• 3 基于啁啾相移光纖光柵的光纖激光器的仿真分析38-51
• 3.1 基于啁啾相移光纖光柵的光纖激光器模型38-39
• 3.2 啁啾相移光纖光柵可調諧性分析39-42
• 3.2.1 不同相移量的影響39-41
• 3.2.2 不同相移位置的影響41-42
• 3.3 基于啁啾相移光纖光柵的光纖激光器的濾波特性分析42-45
• 3.3.1 波長可調光纖激光器的濾波特性分析42-43
• 3.3.2 調Q光纖激光器的濾波特性分析43-45
• 3.4 基于啁啾相移光纖光柵的波長可調光纖激光器的仿真分析45-49
• 3.4.1 環(huán)形腔行波速率方程45-47
• 3.4.2 光纖激光器速率方程數(shù)值化47-49
• 3.5 基于啁啾相移光纖光柵的調Q光纖激光器的速率方程49-50
• 3.6 本章小結50-51
• 4 基于啁啾相移光纖光柵的光纖激光器輸出特性分析51-65
• 4.1 基于啁啾相移光纖光柵的波長可調光纖激光器的仿真結果分析51-54
• 4.1.1 激光輸出特性分析51-53
• 4.1.2 波長可調光纖激光器的影響參數(shù)分析53-54
• 4.2 基于啁啾相移光纖光柵的調Q光纖激光器的仿真結果分析54-58
• 4.2.1 調Q光纖激光器輸出特性分析55-56
• 4.2.2 調Q光纖激光器影響參數(shù)分析56-58
• 4.3 波長可調光纖激光器的實驗研究58-64
• 4.3.1 線性啁啾光纖光柵的制備58-59
• 4.3.2 啁啾相移光纖光柵的濾波特性59-61
• 4.3.3 輸出激光光譜實驗研究61-62
• 4.3.4 輸出激光穩(wěn)定性實驗研究62-64
• 4.4 本章小結64-65
• 5 結論65-67
• 5.1 論文主要內容65-66
• 5.2 未來工作展望66-67
• 參考文獻67-70
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果70-72
• 學位論文數(shù)據(jù)集72

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