采用高掺杂铒纤的四波混频型多波长光纤激光器

发布时间：2021-01-11 12:16

　　多波长掺铒光纤激光器（Multiwavelength Erbium-Doped Fiber laser,MWEDFL）作为光通信领域中最有发展前途的光源之一,摒弃了传统半导体激光阵列操作复杂、结构庞大和成本高昂等缺点,具有高增益、宽带宽、插入损耗低、结构简单等优点,其增益曲线几乎覆盖了波分复用（WDM）系统1550 nm的工作波长范围,在密集波分复用、光纤传感、光学测量等领域有广阔应用前景。然而,由于掺辑光纤具有均匀展宽特性,会导致各频率光的剧烈模式竞争效应,难以有效地获得稳定的多波长输出。因此,如何进一步改进多波长掺铒光纤激光器,使其能够实现稳定多波长输出,具有重要的研究意义。本文采用新型高掺杂掺铒光纤作为多波长光纤激光器的增益介质,利用四波混频（Four-wave mixing,FWIM）等效应来抑制腔内激光的模式竞争,设计并实验研究了一款环形腔四波混频型多波长掺铒光纤激光器,有效的减小了腔长,提高了输出波长稳定性、平坦性和边摸抑制比。实验结果表明,该多波长掺铒光纤激光器输出稳定,在高掺杂铒纤的长度仅为62 cm即实现了 16个波长的稳定输出,并且3 dB内波长平均功率变化最大仅有... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－５?Ｋ）ＦＬ中的模式竞争现象示意图??当增益曲线Ｇｖ，／／）下降到曲线Ｂ的位置，此时??

由式（３－１７）和式（３－１８）结合０）ＦＬ模型初始条件和边界条件，用软件编程仿??真，仿真环境：仿真软件为Ｍａｔｌａｂ?１６ｂ，操作系统为Ｗｉｎｄｏｗｓ?７，内存８?ＧＢ。仿??真使用的拟合吸收发射谱和部分参数如图３－４和表３－１所示：??ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ??５．００Ｅ－０２５?－ｉ?１?＂?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?丨??４．００Ｅ－０２５?－?／／Ｖ??＾?ｆ／??旦?３．００Ｅ－０２５?－?ｙ?／?＼??！?Ｖ＼??１?７?Ｘ＼??１．００Ｅ－０２５?－?Ｘ?＾??Ｏ．ＯＯＥ＋ＯＯＯ?￣，￣，￣，￣￣，￣ｒ—ｒ—，￣￣，￣￣￣￣￣＾??１５１０?１５２０?１５３０?１５４０?１５５０?１５６０?１５７０?１５８０??ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ）??图３－４掺铒光纤受激吸收和受激辐射截面拟合图??表３－１时域仿真参数??仿真参数?仿真数值?单

?１０：９０??吸收和辖射截面?见图３－４?ｍ：??通过求解式（３－１７）、（３－１８）和（３－２２）的时域动态模型，可以仿真得到ＥＤＦＬ模??型腔内上能级粒子数密度变化曲线，输出光功率随时间的变化曲线以及输出光功??率随频率变化曲线。??图３－５表示１５５０?ｎｍ处输出激光功率随时间推移的振荡曲线。从图中可以看??出，初始功率为０Ｗ，在满足产生激光的阈值条件后，腔内激光开始激射，达到??一个很高的功率，约为０．８８?Ｗ，接着立刻降低，在到达最低点后又迅速上升，??不断振荡，最后约在４２０?ｕｓ时得到稳定的激光输出。??１５５０ｎｍ输出光功率随时间的变化??０．９?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??０．８－?－；?；－??－ｆ?：?：?－??０．７?：?ｊ??：??ｊ?－??Ｉ?〇＇６??Ｗ?：丨?；?；?；??５０－５?ｉ?ｒ?．？?１?厂……－－??Ｂ?°－４￣?：…］……：?：?：?：？？…？？－…￣??Ｓ?：?：??頜?０．３?：?ｔ－?；?：?卜－?－??〇．２??；?：?：?－??０１．．．．．．．．．．．．ｆＬ……；．卜……．Ｔ．．．．．．．．．．??〇?！—＾?１?１?丄?１???０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００??时间单位：［ＵＳ】??图３－５?１５５０?ｎｍ处输出激光功率随时间的变化曲线??图３－６所示的为反，能级上粒子数密度随时间的变化情况。对图３－６分析可知，??泵浦光不断将粒子抽运到上能级见

【参考文献】：
期刊论文
[1]采用复合滤波器的温度可调谐多波长光纤激光器（英文）[J]. 陈娇,童峥嵘,张卫华,薛力芳.  红外与激光工程. 2018(01)
[2]可调谐多波长自激布里渊掺铒光纤激光器[J]. 邹辉,熊慧,郑亚如.  中国激光. 2017(10)
[3]基于Mach-Zehnder滤波的可调谐光纤激光器[J]. 丁香栋,何巍,闫光,骆飞,祝连庆.  激光与红外. 2016(09)
[4]基于非线性偏振旋转效应的多波长掺铥锁模光纤激光器[J]. 刘鹏,王天枢,张鹏,张岩,马万卓,苏煜炜,毕明喆,张靓.  光子学报. 2016(06)
[5]基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应的多波长光纤激光器[J]. 冯素春,任文华,陈曼雅,彭万敬.  中国激光. 2014(06)
[6]一种可调谐的多波长布里渊掺铒光纤激光器[J]. 缪雪峰,王天枢,周雪芳,袁珊,江璐彤,孙玲玲.  中国激光. 2012(06)
[7]利用非线性偏振旋转效应的可调谐多波长光纤激光器[J]. 杨秀峰,董凤娟,童峥嵘,曹晔.  红外与激光工程. 2012(01)
[8]基于受激布里渊散射的波长间隔可变多波长光纤激光器[J]. 张祖兴,戴国星,况庆强,桑明煌,叶志清.  光子学报. 2010(05)
[9]基于频移和偏振烧孔的多波长掺铒光纤激光器[J]. 董军伦,孙军强.  激光技术. 2008(02)
[10]基于非线性偏振旋转效应的多波长光纤激光器[J]. 张祖兴,桑明煌,叶志清,况庆强,聂义友.  光学学报. 2008(04)

博士论文
[1]多波长掺铒光纤激光器和稀土掺杂光纤的研究[D]. 张晨芳.北京交通大学 2014
[2]多波长光纤激光器及其应用研究[D]. 刘爽.华中科技大学 2010

硕士论文
[1]基于新型多波长光纤激光器的负系数微波光子滤波器[D]. 贺超.安徽大学 2017
[2]基于单模光纤的多波长光纤激光器[D]. 江聪.电子科技大学 2015
[3]线性腔结构多波长掺铒光纤激光器的理论和实验研究[D]. 方亚婷.哈尔滨工业大学 2011
[4]基于四波混频的多波长掺铒光纤激光器的理论模型[D]. 徐小川.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：2970748