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基于单模光纤的多波长光纤激光器

发布时间:2018-05-06 18:15

  本文选题:多波长掺铒光纤激光器 + 四波混频 ; 参考:《电子科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:随着光纤光学的发展,在光通信、波分复用等领域多波长光纤激光器都有着巨大的应用价值,因此受到研究者的广泛关注。目前对多波长光纤激光器的研究主要集中在输出波长数、输出波长可调谐以及输出光谱的稳定性等方面。本文主要是针对多波长掺铒光纤激光器(MWEDFL)的输出光谱的波长数和稳定性的提高进行实验研究。设计了两组实验分别作为对比,一组通过改变插入光纤的材质提高输出光谱稳定性;另一组保持光纤不变,通过改变结构实现光谱稳定性提高。(1)基于四波混频效应的多波长掺铒光纤激光器的实验研究。首先采用了基于单模光纤的多波长光纤激光器的结构,腔内插入5km的单模光纤,利用自相位调制效应(SPM)抑制模式竞争,泵浦功率为300mw时,实现了在波长为1556.9nm、1557.8nm、1558.8nm、1559.7nm和1560.6nm处有5个稳定的波长输出,1559.7nm处功率波动最小,波动值为0.08dB,1556.9nm处功率波动最大,波动值为3.2dB;此后利用110m的高非线性光纤代替单模光纤,产生四波混频效应(FWM)抑制模式竞争,泵浦功率300mw时,实现了功率大于-30dBm的7个波长输出,分别在波长1555.8nm、1556.6nm、1557.6nm、1558.5nm、1559.5nm、1560.4nm和1561.4nm处,1558.5nm处功率波动最小,波动值为0.04dB,1556.6nm处功率波动最大,波动值为0.17dB,输出波长数以及光谱稳定性相对有明显提高。(2)基于增强的交叉相位调制(XPM)效应的多波长掺铒光纤激光器的实验研究。首先依然采用了基于单模光纤的多波长光纤激光器的结构,但是插入单模光纤的长度为2km,在自相位调制效应的作用下,激光器在泵浦功率300mw时,实现了波长为1558.5nm、1559.5nm、1560.5nm、1561.4nm和1562.3nm处有个5个波长输出,1560.5nm处功率波动最小,波动值为0.03dB,波长1562.3nm处输出峰的功率波动最大,波动值为4.56dB;在此基础上,提出将2km单模光纤插入非线性光学环形镜(NOLM)中,产生增强的交叉相位调制效应以抑制模式竞争,泵浦功率300mw时,实现了在波长为1561.3nm、1562.2nm、1563.2nm、1564.1nm和1565.1nm处有5个稳定的波长输出,波长在1564.1nm处的功率波动最小,其值为0.18dB,波长在1561.3nm处功率波动最大,其值为0.61dB,输出光谱的稳定性相对有明显的提升。
[Abstract]:With the development of optical fiber optics, multi-wavelength fiber lasers have great application value in the fields of optical communication, wavelength division multiplexing and so on. At present, the research of multi-wavelength fiber laser is mainly focused on the number of output wavelengths, the tunable output wavelengths and the stability of the output spectra. In this paper, the improvement of the wavelength number and the stability of the output spectrum of multiwavelength erbium-doped fiber laser (MWEDFLL) is studied experimentally. Two groups of experiments were designed to improve the stability of the output spectrum by changing the material of the inserted fiber, and the other group kept the optical fiber unchanged. The experimental study of multi-wavelength erbium-doped fiber laser based on four-wave mixing effect is presented. Firstly, the single-wavelength fiber laser based on single-mode fiber is used. The single-mode fiber with 5km is inserted into the cavity. The self-phase modulation effect is used to suppress the mode competition. The pump power is 300mw. Five stable wavelength outputs at 1559.7nm and 1559.7nm have been realized. The power fluctuation is the largest at 1556.9nm and 3.2dB at the wavelength of 1556.9nm, and the 110m high nonlinear fiber is used instead of the single-mode fiber. When the pump power is 300mw, seven wavelengths with a power greater than -30dBm are achieved. The power fluctuation is the smallest at 1558.5nmmHN 1559.5nmmHN 1558.5nm and 1558.5nm at 1558.5nm at 1556.6nm, respectively. The wave value is 0.17 dB, the number of output wavelengths and the spectral stability are significantly improved. (2) the experimental study of multi-wavelength erbium-doped fiber lasers based on the enhanced cross-phase modulation (XPMM) effect. First of all, the structure of multi-wavelength fiber laser based on single-mode fiber is still adopted, but the length of the inserted single-mode fiber is 2km. Under the effect of self-phase modulation, the pump power of the laser is 300mw. The power fluctuation at 1558.5 nm and 1560.5 nm at 1562.3nm has the smallest fluctuation at 1560.5 nm, the fluctuation value is 0.03dB, and the maximum power fluctuation at the wavelength 1562.3nm is 4.56 dB, on the basis of which, the output power fluctuation at the wavelength of 1558.5 nm is the highest, and the fluctuation value is 4.56 dB at the output peak at 1558.5 nm and 1560.5 nm at the 1562.3nm, and the maximum fluctuation is 0.03 dB at the output peak at the wavelength 1562.3nm. In this paper, the 2km single-mode fiber is inserted into the nonlinear optical annular mirror (NOLM) to produce enhanced cross-phase modulation effect to suppress mode competition. When the pump power is 300mw, there are five stable wavelength outputs at 1561.2 nm and 1563.2 nm ~ (-1) nm and 1565.1nm, respectively. The power fluctuation of the wavelength at 1564.1nm is the smallest, the value is 0.18 dB, and the power fluctuation at the wavelength is the largest at 1561.3nm, which is 0.61dB. the stability of the output spectrum is improved obviously.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN248

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4 本报记者 胡Z,

本文编号:1853352


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