發(fā)布時間：2020-05-14 23:01

【摘要】：光頻梳是指一連串頻率間距相等、幅度相同的光學(xué)譜線,形狀類似梳子,具有很好的穩(wěn)定性。在微波光子學(xué)中,光學(xué)頻率梳作為一種非常有效的技術(shù)在光通信等多種系統(tǒng)中具有重要作用,除了在微波光子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用外,光頻梳在光學(xué)傳感、光譜學(xué)、時鐘分布、高精度測量和測距以及波形合成等方面具有廣泛的應(yīng)用�；谝陨显�,本文的主要工作是圍繞著以設(shè)計高信噪比相干光頻梳的產(chǎn)生方案展開研究,并對該方案中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題予以解決,然后在此基礎(chǔ)上進一步完善該方案并對其進行理論分析和實驗驗證。本文首先以介紹微波光子學(xué)為出發(fā)點,在闡述了國內(nèi)外對光頻梳研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對光頻梳的產(chǎn)生機制及其原理作了詳細(xì)介紹,并據(jù)此設(shè)計了基于調(diào)制器級聯(lián)法、循環(huán)頻移器法以及基于光纖的非線性效應(yīng)法這幾種光頻梳產(chǎn)生方案,然后分別對其進行理論分析和實驗驗證。但基于前兩種產(chǎn)生方式所得到的光頻梳譜線數(shù)目較少,穩(wěn)定性較差;而基于光纖的非線性效應(yīng)法生成光頻梳可以使頻譜大幅度展寬,但平坦度不好,實驗證明以上這幾種方案均無法滿足實際應(yīng)用中對寬帶平坦光頻梳的要求。其次,我們提出了一種可以產(chǎn)生高信噪比相干光頻梳的設(shè)計方案,并列出其中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題并逐一進行解決,其中重點介紹了參數(shù)混頻器的構(gòu)建和HNLF色散優(yōu)化問題。對于HNLF色散控制,又研制出了一種可以優(yōu)化HNLF色散的光纖卷繞機,利用該機器對光纖施加縱向應(yīng)變來展寬SBS增益譜,以進一步實現(xiàn)光頻梳的頻譜展寬并改善其平坦度。在此基礎(chǔ)上,我們構(gòu)建了可以產(chǎn)生高信噪比相干光頻梳的OFC發(fā)生器,并闡述其理論基礎(chǔ)然后通過實驗演示的方式對該方案進行驗證,將調(diào)制器級聯(lián)法產(chǎn)生的光脈沖作為頻譜展寬的種子源,使其經(jīng)過參數(shù)混頻器后進行脈沖壓縮;然后將未施加應(yīng)變和施加應(yīng)變的105m HNLF1分別放入到光鏈路中,通過對比二者光譜圖可知,施加應(yīng)變的HNLF1對改善光頻梳的平坦度作用很小,因此利用這種方式來改善頻梳性能可行性較小。隨后在該方案基礎(chǔ)上,通過引入WaveShaper來對寬帶光頻梳進行整形處理,在1538-1565nm波長范圍內(nèi),可以得到平坦度約為4dB、分辨帶寬為0.1nm、信噪比約為15dB且梳齒數(shù)目為270根左右的高質(zhì)量光頻梳,并經(jīng)由實驗驗證了該方案的可行性,為后續(xù)的光頻梳實驗提供了良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O43

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1 沈乃o，

本文編號：2664068