多波长单频掺镱光纤激光器的研究

发布时间：2020-06-26 07:42

【摘要】：单频光纤激光器是指谐振腔内仅存一个纵模振荡且其拥有窄线宽、低噪声、波长可调谐、稳定性高和相干性好等特性。近几年在光纤传感、光纤通信、激光测距等领域有着广泛的应用,目前针对不同波段和结构的单频光纤激光器是国内外在光纤激光领域研究的热门方向。本文以可切换双波长和波长连续可调谐的单频光纤激光器为方向展开研究,针对1μm波段的单频激光输出设计谐振腔结构,并提出相应的滤波结构来消除多纵模和压缩线宽,获得了稳定的单频窄线宽低噪声激光输出。本文的主要内容如下:1、介绍了不同的实现单频光纤激光器的谐振腔结构和滤波选模的关键技术,并分析了增益光纤中Yb3+的能级结构速率方程和光谱特性,接着建立了环形谐振腔的理论模型。然后,我们详细地介绍了基于扫描F-P标准具的单频激光信号的测量方法和基于延时移频自外差法的线宽测量方法;2、针对实现稳定的双波长窄线宽低噪声光纤激光输出的问题,我们利用几何“8”字形的谐振腔结构并结合非线性放大光纤环形镜来滤波选模,实现了稳定的工作波长为1064.65和1065.45 nm的可切换双波长单频光纤激光输出。利用延时自外差系统测量到的激光20d B线宽分别为853和932 Hz,输出激光的信噪比超过50 d B。两个波长在5.0 MHz范围内小于-120 d B/Hz,两个波长弛豫振荡频率约为250 k Hz。同时,我们也分析了其功率和光谱等输出特性;3、利用多光纤环结构的复合腔型和光纤环形滤波器,实现了调谐范围为1020-1090 nm的单频激光输出,其输出信号光学信噪比均高于50 d B。在调节至波长输出为1064 nm单频的状态下,利用的单模光纤作为延时线,输出的1064 nm单频激光测量到的20 d B宽度是2.32 k Hz,同时其输出波长的波动低于1%。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN248
【图文】：

图 1.3 (a) 基于线形谐振腔的光纤激光器基本结构光纤激光器结构由光纤耦合器(Coupler)、波分复用器(WDM: Wltiplexing)、隔离器（isolator）和光纤布拉格光栅等滤波器件和光谐振腔(如图 1.3 (b)所示)。泵浦光由耦合器进入谐振腔，然后在

(b)基于线形谐振腔的光纤激光器基本结构

【参考文献】

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本文编号：2730032