新型双波长布里渊与掺铒光纤激光器及其纵模选择研究

发布时间：2020-05-20 20:02

【摘要】：双波长单纵模光纤激光器由于其具有结构简单、较低相位噪声、超窄的线宽等特性,以及其在波分复用(WDM)、光纤传感、光信号处理、微波信号产生等领域的潜在应用而被广泛研究。本文对基于受激布里渊散射(SBS)实现双波长激光输出以及利用受激瑞利散射超窄带宽特性实现纵模数量抑制,对基于重叠光纤光栅(SI-FBG)实现双波长输出以及利用新型复合腔结构实现每个波长下单纵模选择,展开了相应的理论与实验研究。主要内容和创新点如下:1.对SBS进行了理论研究和实验验证,随着泵浦光在长单模光纤中的泵浦功率加大出现频移现象,结合优越的波长可调谐激光器(TLS)作为SBS泵浦源,设计简单结构实现残余泵浦光与一阶斯托克斯光同时输出的双波长可调谐光纤激光器。基于泵浦光的波长可调谐特性,SBS激光波长相应的改变且波长调谐范围可达130nm,双波长输出信噪比高达80dB,双波长均衡功率输出时峰值变化小于2dB,双波长拍频信号从10.187GHz到11.081GHz,具有0.894GHz的调谐范围,1h测量时间内的拍频信号波动小于6MHz,2h测量时间内的功率波动小于0.03dB。2.证明了一种基于拉锥光纤的可显著抑制长腔SBS光纤激光器中振荡纵模数量的方法。两个相邻光纤锥之间的距离约5米,在100米拉锥光纤中可以产生足够的受激瑞利散射光,用于显著抑制纵模数量。泵浦激光波长1547.968nm时得到均衡双波长输出,其波长间距为0.81nm,激光信噪比大于55dB。3.提出并实验验证了一种基于SI-FBG的单纵模双波长光纤激光器。设计新型复合腔结构,从理论上对其选模特性进行分析,并研究了SI-FBG的滤波特性。实验得到单纵模双波长光纤激光输出,波长分别为1543.910nm与1544.000nm,信噪比高达70dB,双波长的拍频信号为10.696GHz,可用于优质微波信号生成。使用保偏光纤光栅(PMFBG)作为波长滤波器件实现双波长激光稳定输出。
【图文】：

表 2-1 光纤波导结构中的受激瑞利实验结果统计[52]SMF-28e LEAF PMF光纤长度 2km 7km 100m自发瑞利散射的线宽 约 25kHz 约 30kHz 27kHz受激瑞利散射的线宽 9kHz 10kHz 11kHz阈值 11dBm 4.5dBm 11.65dBm最大值 17dBm 11.6dBm 26dBm值功率与光纤长度之积 21mW*km 15mW*km 4.5mW*km
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN248

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本文编号：2673127