近十年來,2μm光纖激光器因其在醫(yī)療、材料加工、激光通信和大氣監(jiān)測等領(lǐng)域所具有的獨(dú)特優(yōu)勢而成為了科學(xué)研究的熱點(diǎn)。多波長運(yùn)行態(tài)和鎖模運(yùn)行態(tài)是2μm光纖激光器中應(yīng)用廣泛的兩種運(yùn)行狀態(tài)。但要在一個激光器中分別實(shí)現(xiàn)多波長態(tài)和鎖模態(tài)運(yùn)行,必須靈活地控制激光諧振腔內(nèi)的縱模間隔,因而一直以來存在較大技術(shù)困難。本論文將Lyot濾波器和非線性放大環(huán)形鏡（Nonlinear Amplifier Loop Mirror,NALM）技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一種既能產(chǎn)生多波長激光,又能實(shí)現(xiàn)鎖模脈沖激光輸出的2μm光纖激光器,通過適當(dāng)改變保偏光纖的長度,該激光器能夠?qū)崿F(xiàn)單波長和雙波長可切換的鎖模脈沖激光輸出。該型激光器在科學(xué)研究、遙感、空間光通信等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。本論文分析了Lyot濾波器和NALM的基本原理,結(jié)合Lyot濾波器的濾波特性和NALM的強(qiáng)度相關(guān)損耗特性,提出了基于Lyot濾波器與NALM混合結(jié)構(gòu)的2μm光纖激光器設(shè)計方案。基于提出的方案,本文采用雙包層摻銩光纖作為增益介質(zhì),793 nm半導(dǎo)體激光器作為泵浦源,兩個擠壓型偏振控制器（Polarization Controller,PC）和一段保... 

【文章來源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

器件實(shí)物圖

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第3章基于Lyot與NALM結(jié)構(gòu)的2μm光纖激光器多波長運(yùn)行33接，如圖3.2(c)所示。最后，熔接完成的光纖如圖3.2(d)所示，將熔接好的光纖取出。按照以上過程逐步將試驗(yàn)系統(tǒng)搭建完成。搭建好的基于Lyot濾波器與NALM混合結(jié)構(gòu)的2μm光纖激光器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置實(shí)物如圖3.3所示。(a)米勒鉗(b)光纖切割刀(c)準(zhǔn)備熔接(d)熔接完成圖3.2實(shí)驗(yàn)裝置搭建中使用的工具實(shí)物圖793nm泵浦源摻銩光纖合束器SMF-1950光纖偏振控制器PMF-1950光纖50:50耦合器隔離器30:70耦合器30%耦合輸出光功率計示波器頻譜分析儀光譜儀數(shù)據(jù)采集器圖3.3基于Lyot濾波器與NALM混合結(jié)構(gòu)的2μm光纖激光器的實(shí)驗(yàn)裝置2.測量儀器光功率計：用于測量輸出激光的平均功率和能量，由以色列OPHIR公司生產(chǎn)，具體型號為VegaP/N7Z01560，如圖3.4(a)所示。最大測量功率是50W，測量精度是0.01mW。示波器：用于檢測激光的時域脈沖形狀、重復(fù)頻率和脈沖寬度，由美國力科公司生產(chǎn)，具體型號是WaveRunner610Z，如圖3.4(b)所示。帶寬是1GHz，采樣率是10GS/s，分辨率是1ns，可以精確地測量脈寬大于等于1ns的脈沖的脈寬，該儀器需要和光電探測器一起使用。

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第3章基于Lyot與NALM結(jié)構(gòu)的2μm光纖激光器多波長運(yùn)行34光電探測器：一種銦鎵砷(InGaAs)探測器，用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，由美國EOT公司生產(chǎn)，具體型號是ET-5000F，如圖3.4(c)所示。響應(yīng)時間是28ps，帶寬是12.5GHz，探測波段是2μm。光譜儀：用來測試輸出激光的光譜特性，由北京卓立漢光公司生產(chǎn)，具體型號是Omniλ750i，最高分辨率是0.02nm，如圖3.4(d)所示。與光譜儀配套的數(shù)據(jù)采集器具體型號是DCS300PA，如圖3.4(e)所示。頻譜分析儀：用來測試激光的重復(fù)頻率和信噪比，需要和光電探測器一塊使用，由德國Rohde&Schwarz公司生產(chǎn)，具體型號是FSL3，如圖3.4(f)所示。測試頻率范圍是從9kHz到3GHz，最高分辨率是1kHz，I/Q解調(diào)帶寬是20MHz。(a)光功率計(b)示波器(c)光電探測器(d)光譜儀(e)數(shù)據(jù)采集器(f)頻譜分析儀圖3.4實(shí)驗(yàn)測量儀器的實(shí)物3.2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1.多波長激光的實(shí)現(xiàn)利用3.2.1節(jié)中介紹的測量儀器采集實(shí)驗(yàn)裝置輸出的數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)中，先將耦合器30%的輸出端口連接到光功率計的光電探測器上，當(dāng)泵浦功率增加到2.7W時，光功率計顯示平均輸出功率為0.3mW。此時將OC的30%輸出端口轉(zhuǎn)接到光譜儀的數(shù)據(jù)采集端口，通過光譜儀采集到的數(shù)據(jù)并未出現(xiàn)多波長光譜，通過仔細(xì)調(diào)整PC1和PC2，仍然沒有觀察到多波長光譜，于是繼續(xù)增加泵浦功率。當(dāng)泵浦功率增加到4.6W時實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的多波長激光輸出，對應(yīng)的平均輸出功率為57.7mW，多波長激光光譜如圖3.5所示。在光譜的半高全寬(FullWidthatHalfMaximum,FWHM)范圍內(nèi)有效波長數(shù)為15個，相鄰波長間隔為0.93nm，即光譜的FSR為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Broad bandwidth SOA-based multiwavelength laser incorporating a bidirectional Lyot filter[J]. Abdul Hadi Sulaiman,Muhammad Zamzuri Abdul Kadir,Nelidya Md Yusoff,Noran Azizan Cholan,Fairuz Abdullah,Ahmad Fauzi Abas,Mohammed Thamer Alresheedi,Mohd Adzir Mahdi.  Chinese Optics Letters. 2018(09)
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[3]光子晶體光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生的藍(lán)移光譜分析[J]. 張會,王祎,常勝江.  光子學(xué)報. 2010(11)

博士論文
[1]面向2μm波段大功率光纖激光系統(tǒng)的高質(zhì)量多波長及脈沖激光種子源研究[D]. 劉碩.北京交通大學(xué) 2017

碩士論文
[1]2μm波段摻銩多波長光纖激光器[D]. 張巖.長春理工大學(xué) 2017
[2]基于雙芯光纖濾波器的多波長光纖激光器[D]. 陳曼雅.北京交通大學(xué) 2013



本文編號：3466569