基于弱反射光纤光栅阵列的随机光纤激光器研究
发布时间：2021-01-24 05:34
随机光纤激光器是一种新型的光纤激光器,其结构上有别于传统激光器,无固定谐振腔,依靠散射提供随机反馈。效率高、结构紧凑、激射阈值低等众多优点使其成为军事、科技等领域一种重要的光源,受到广泛关注。目前报道的随机光纤激光器多是通过单模光纤的瑞利散射提供反馈。由于背向瑞利散射系数极低,往往需要长达千米量级的光纤以保证足够的反馈。针对长距离光纤给传统随机光纤激光器带来的泵浦效率低和稳定性差等缺点,本文设计了基于弱反射光纤光栅阵列的随机光纤激光器。论文主要工作内容如下:（1）随机分布反馈弱反射光纤光栅阵列研究。分析随机光纤激光器的光子局域化理论,基于传输矩阵法研究产生随机分布反馈的光纤光栅阵列透射率随光栅数量的变化规律。对随机分布反馈弱反射光纤光栅阵列的无源反射谱进行数值仿真,得到制作参数对其性能的影响规律。分别采用传统的相位掩模法和拉丝塔在线刻写方式制备光栅数量不同的随机分布反馈光栅阵列。（2）基于弱反射光纤光栅阵列的随机光纤激光器设计。分析掺铒光纤放大和半导体光放大的原理,研究各自的理论模型。基于Giles能级模型实现掺铒光纤增益系统仿真,选择合适的泵浦源并优化掺铒光纤长度;基于速率方程建立半...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随机激光示意图
器件实现环形腔随机光纤激光器，其输出边模抑制，1 kHz 以上频率噪声约 1 Hz/Hz1/2，100 s 内频率抖限长度内增加散射点密度，该结构避免了传统瑞利离光纤造成的高频抖动和强度噪声。团队[15]提出了一种低强度噪声的可调随机反馈光纤激，100 个随机间隔的折射率调制区域在 10cm 单模光了随机反馈。在 0.5 nm 调谐范围内，实现了 2.4 k制比的可调谐掺铒光纤环形激光器。该激光器具有良低的频率波动。实验进行了四种不同反馈器件的对比激光器为传统的环形腔光纤激光器，输出功率相近、而仅使用高反射单模光纤时，激光器的所有反馈都来单一纵模；当光路中既存在法拉第旋镜又存在高反由单模主导，同时存在边模。
布反馈弱反射光纤光栅阵列的制备相位掩模法在长飞 G652D 单模光纤上刻写布拉格光栅以射光纤光栅阵列。所用掩模板周期为 1.08μm，对应光栅近。所使用的激光器为 Tuilaser 公司的 KrF（248nm）准量为 20mJ。为保证光纤在刻写过程中始终与激光器保持段被剥去涂覆层的单模光纤两端被固定在微位移平台的V栅后，按照预先设计的随机间隔调节微位移平台的平移量0 个光栅刻写完成。由于架设光纤时施加了轴向预应力，率调制周期发生改变，因而相对于绷紧状态，光栅在自然了漂移。为保证光栅阵列中心波长的一致性，刻写光栅阵光纤，不可反复取下。实验所用的微位移平台的移动距离分布反馈弱反射光纤光栅阵列总长度不能超出该范围。为 50 个。相位掩模法刻写光纤光栅的装置实物如图 2-7
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全光栅光纤的超窄线宽随机光纤激光器[J]. 许儒泉,郭会勇,黎威,梁磊. 中国激光. 2016(12)
[2]Temperature-controlled mode selection of Er-doped random fiber laser with disordered Bragg gratings[J]. W.L.Zhang,Y.B.Song,X.P.Zeng,R.Ma,Z.J.Yang,Y.J.Rao. Photonics Research. 2016(03)
[3]基于增强瑞利反馈的单模窄线宽随机激光器[J]. 李阳,刘艳,刘志波,简水生. 物理学报. 2015(08)
[4]光子晶体液晶光纤随机激光研究[J]. 乌日娜,邬小娇,吴杰,岱钦. 光学学报. 2015(02)
[5]延时自外差测谱系统的基本要求[J]. 史寒星,吴铁. 北京邮电大学学报. 1997(02)
博士论文
[1]掺铒光纤增益的光纤随机激光器：理论与实验[D]. 李阳.北京交通大学 2015
硕士论文
[1]随机分布反馈掺铒光纤激光器研究[D]. 王鹿鹿.中国计量学院 2015
[2]随机光纤激光器的特性研究[D]. 陈露露.北京化工大学 2014
[3]3×3耦合器解调方法研究与实现[D]. 刘畅.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2996673
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随机激光示意图
器件实现环形腔随机光纤激光器，其输出边模抑制，1 kHz 以上频率噪声约 1 Hz/Hz1/2，100 s 内频率抖限长度内增加散射点密度，该结构避免了传统瑞利离光纤造成的高频抖动和强度噪声。团队[15]提出了一种低强度噪声的可调随机反馈光纤激，100 个随机间隔的折射率调制区域在 10cm 单模光了随机反馈。在 0.5 nm 调谐范围内，实现了 2.4 k制比的可调谐掺铒光纤环形激光器。该激光器具有良低的频率波动。实验进行了四种不同反馈器件的对比激光器为传统的环形腔光纤激光器，输出功率相近、而仅使用高反射单模光纤时，激光器的所有反馈都来单一纵模；当光路中既存在法拉第旋镜又存在高反由单模主导，同时存在边模。
布反馈弱反射光纤光栅阵列的制备相位掩模法在长飞 G652D 单模光纤上刻写布拉格光栅以射光纤光栅阵列。所用掩模板周期为 1.08μm，对应光栅近。所使用的激光器为 Tuilaser 公司的 KrF（248nm）准量为 20mJ。为保证光纤在刻写过程中始终与激光器保持段被剥去涂覆层的单模光纤两端被固定在微位移平台的V栅后，按照预先设计的随机间隔调节微位移平台的平移量0 个光栅刻写完成。由于架设光纤时施加了轴向预应力，率调制周期发生改变，因而相对于绷紧状态，光栅在自然了漂移。为保证光栅阵列中心波长的一致性，刻写光栅阵光纤，不可反复取下。实验所用的微位移平台的移动距离分布反馈弱反射光纤光栅阵列总长度不能超出该范围。为 50 个。相位掩模法刻写光纤光栅的装置实物如图 2-7
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全光栅光纤的超窄线宽随机光纤激光器[J]. 许儒泉,郭会勇,黎威,梁磊. 中国激光. 2016(12)
[2]Temperature-controlled mode selection of Er-doped random fiber laser with disordered Bragg gratings[J]. W.L.Zhang,Y.B.Song,X.P.Zeng,R.Ma,Z.J.Yang,Y.J.Rao. Photonics Research. 2016(03)
[3]基于增强瑞利反馈的单模窄线宽随机激光器[J]. 李阳,刘艳,刘志波,简水生. 物理学报. 2015(08)
[4]光子晶体液晶光纤随机激光研究[J]. 乌日娜,邬小娇,吴杰,岱钦. 光学学报. 2015(02)
[5]延时自外差测谱系统的基本要求[J]. 史寒星,吴铁. 北京邮电大学学报. 1997(02)
博士论文
[1]掺铒光纤增益的光纤随机激光器：理论与实验[D]. 李阳.北京交通大学 2015
硕士论文
[1]随机分布反馈掺铒光纤激光器研究[D]. 王鹿鹿.中国计量学院 2015
[2]随机光纤激光器的特性研究[D]. 陈露露.北京化工大学 2014
[3]3×3耦合器解调方法研究与实现[D]. 刘畅.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2996673
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