發(fā)布時(shí)間：2021-06-05 22:20

　　掃頻光纖激光器作為光纖激光器的一種,具有波長(zhǎng)隨時(shí)間變化而變化的特點(diǎn)。它在光纖傳感、生物醫(yī)學(xué)以及光譜學(xué)等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用價(jià)值。在光學(xué)相干層析成像（optical coherence tomography,OCT）技術(shù)中,掃頻光源是掃頻源OCT的關(guān)鍵組成部分,其各項(xiàng)性能參數(shù)直接影響掃頻源OCT系統(tǒng)的成像性能,因此對(duì)掃頻光纖激光器的研究具有重要意義。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展,掃頻光纖激光器的掃頻速度、掃頻范圍、瞬時(shí)線寬等各項(xiàng)參數(shù)性能都有了較大提升。但是仍然存在掃頻激光輸出功率較低,1.0μm波段掃頻光源研究較少等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題,本論文研究了拉曼掃頻光纖激光器和1.0μm波段掃頻光纖激光器,具體研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:1、掃頻光纖激光器的輸出功率決定了掃頻源OCT的系統(tǒng)的靈敏度,目前常用的掃頻光纖激光器輸出功率只有十幾毫瓦,為了解決輸出功率低的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)較高功率的掃頻激光輸出。本論文采用半導(dǎo)體激光器作為泵浦源,最大輸出功率達(dá)45W,采用雙包層摻鐿光纖作為增益光纖,由光纖拉曼放大器作為增益介質(zhì)構(gòu)成光纖拉曼激光器,并在光纖拉曼激光器中加入可調(diào)諧濾波器構(gòu)成拉曼掃頻光纖激光器。獲得掃頻光譜中心波長(zhǎng)... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

FFP-TF靜態(tài)測(cè)量實(shí)物圖

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第三章拉曼掃頻光纖激光器研究20諧振腔，產(chǎn)生合適波長(zhǎng)的激光作為泵浦輸出。另一種是復(fù)用半導(dǎo)體激光器，就是將多個(gè)波長(zhǎng)合適的低功率的半導(dǎo)體激光器耦合起來(lái)，利用多個(gè)半導(dǎo)體激光器功率疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)高功率輸出。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、利用率高且易于實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛。而根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，級(jí)聯(lián)式光纖拉曼激光器又可以分為線形腔級(jí)聯(lián)光纖拉曼激光器、環(huán)形腔級(jí)聯(lián)光纖拉曼激光器和復(fù)合腔級(jí)聯(lián)光纖拉曼激光器。HR-FBGLMA-YDFCPSOC-FBGLD-PUMPLaseroutput圖3.5拉曼泵浦光源結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.5所示，采用線性級(jí)聯(lián)式拉曼激光器結(jié)構(gòu)，通過(guò)半導(dǎo)體激光器（LD-PUMP）、高反光柵（HR-FBG）、摻鐿光纖、包層泵浦剝離器（CPS）以及輸出光柵（OC-FBG）構(gòu)成拉曼泵浦源。泵浦光由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，信號(hào)光由增益光纖產(chǎn)生，增益光纖采用的是LMA-YDF-10/130大模場(chǎng)雙包層摻鐿光纖，工作波長(zhǎng)為1060-1115nm。兩個(gè)光纖光柵和拉曼增益光纖構(gòu)成線性腔，泵浦光進(jìn)入光纖光柵線性腔，通過(guò)泵浦摻鐿光纖產(chǎn)生信號(hào)光。利用光纖光柵的反射特性構(gòu)成線性諧振腔，使輸入光及低階斯托克斯光在諧振腔內(nèi)充分諧振轉(zhuǎn)化為所需斯托克斯光，從而使得弱的信號(hào)光被放大。圖3.6拉曼泵浦源實(shí)物圖拉曼泵浦源實(shí)物圖如圖3.6所示。泵浦源采用半導(dǎo)體激光器，由北京凱普林光電科技股份有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為K975DA5RN-45.00WNON-10515B10ENAO，中心波長(zhǎng)為975nm，最大輸出功率45W。高功率光纖光柵中心波長(zhǎng)為1060nm，高反射率大于99%，最大承受功率

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第三章拉曼掃頻光纖激光器研究22圖3.7環(huán)形腔光纖拉曼激光器結(jié)構(gòu)示意圖按照上述方案對(duì)耦合器輸出光譜進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)LD泵浦驅(qū)動(dòng)電流為8A時(shí)，能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)為1110nm的一階拉曼光。如圖3.8所示，圖3.8(a)為信號(hào)光一階拉曼光的整體光譜圖，我們可以看到明顯的1060nm的信號(hào)光和1110nm的一階拉曼光，且信號(hào)光功率比一階拉曼光功率高。圖3.8(b)為一階拉曼光的增益光譜圖，光譜波形從1109.5nm到1113.5nm約覆蓋4nm的波長(zhǎng)范圍。(a)信號(hào)光和一階拉曼整體光譜圖(b)一階拉曼光增益譜圖3.8一階拉曼光光譜圖由于當(dāng)LD泵浦驅(qū)動(dòng)電流為8A時(shí)，產(chǎn)生一階拉曼光。此時(shí)泵浦光功率為40W左右，所以產(chǎn)生拉曼光閾值較高，諧振腔光功率很高，容易燒壞器件，并且拉曼光功率比信號(hào)光要低，所以需要降低拉曼閾值，并且提升拉曼光功率。需要將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，經(jīng)過(guò)分析，我們判斷部分泵浦光進(jìn)入(2+1)×1合束器的輸入端，從而使得進(jìn)入諧振腔的泵浦光減少，導(dǎo)致拉曼閾值較高，于是我們將環(huán)形腔光纖拉曼激光器改為線性腔，并在合束器的輸入端接入光環(huán)形器，使進(jìn)入輸入端的泵浦光經(jīng)過(guò)環(huán)形器后返回合束器再次進(jìn)入諧振腔。(2+1)x1combinerHR-FBGLMA-YDFSMFCO-FBGLD-PUMPISOLaseroutputOCcouplerCPS

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種高速寬帶掃頻光源的研究[J]. 汪鵬飛,童杏林,鄧承偉,熊巧,金春姣.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(20)
[2]980nm摻鐿光纖激光器綜述[J]. 李平雪,張?jiān)?  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(07)
[3]30kHz窄瞬時(shí)線寬掃頻激光光源的研制[J]. 陳明惠,李昊,范云平.  中國(guó)激光. 2016(04)
[4]反向多抽運(yùn)光纖拉曼放大器偏振相關(guān)增益研究[J]. 王丹燕,姜海明,謝康.  中國(guó)激光. 2014(09)
[5]單偏振半導(dǎo)體光放大器掃頻光相干層析系統(tǒng)[J]. 尚懷嬴,霍力,吳遠(yuǎn)鵬,婁采云.  半導(dǎo)體光電. 2014(01)
[6]基于法布里-珀羅調(diào)諧濾波器的傅里葉域鎖模掃頻激光光源[J]. 陳明惠,丁志華,王成,宋成利.  物理學(xué)報(bào). 2013(06)
[7]傅里葉域鎖模光纖激光器的輸出特性[J]. 張愛(ài)琴,馮新煥.  中國(guó)科技論文. 2013(01)
[8]非線性光學(xué)材料研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 孫玉玲,王新,劉杰,蔣新星,孫瑾.  化工科技. 2011(05)
[9]寬帶快速線性掃頻激光光源的研制[J]. 陳明惠,丁志華,陶淵浩,吳彤.  中國(guó)激光. 2011(02)
[10]快速掃頻光源及其在光學(xué)頻域成像中的應(yīng)用[J]. 丁志華,陳明惠,王凱,孟婕,吳彤,沈龍飛.  中國(guó)激光. 2009(10)

博士論文
[1]基于少模光纖的模式轉(zhuǎn)換器和光纖激光器的研究[D]. 姚樹智.北京交通大學(xué) 2019
[2]掃頻激光光源的研制[D]. 陳明惠.浙江大學(xué) 2011
[3]光纖折射率傳感和信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究[D]. 汪揚(yáng)春.浙江大學(xué) 2010
[4]分布式光纖拉曼放大器的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張徐亮.浙江大學(xué) 2006

碩士論文
[1]多波長(zhǎng)光纖激光器的移頻與掃頻技術(shù)研究[D]. 秦旭偉.天津大學(xué) 2014
[2]傅立葉域鎖模掃頻激光器技術(shù)及其在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]. 梁影.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]光纖法—珀傳感器端面反射率優(yōu)化及鍍膜試驗(yàn)研究[D]. 趙雷.重慶大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3213026