波长可开关掺铒光纤激光器研究

发布时间：2017-04-16 10:03

  本文关键词：波长可开关掺铒光纤激光器研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：激光器是二十世纪重大科技发明之一,光纤激光器凭借光束质量好、结构简单、制作成本低、散热性能好、与光纤器件耦合效率高和抗电磁干扰等优点成为极具潜力的激光光源。随着波分复用光网络的日益发展,固定波长光纤激光器的应用范围受到限制,具有波长开关功能的光纤激光器在光分插复用、光网络路由、光纤传感、光器件性能测试等方面展现出潜在的应用价值,波长可开关光纤激光器引起了科研人员的浓厚兴趣。本论文的主要内容是研究实现具有波长开关功能的掺铒光纤激光器,具体研究工作如下:1、阐述光纤激光器的发展历程和研究意义,概括总结了掺铒光纤激光器实现波长开关功能的关键问题及国内外研究进展;2、研究了光纤激光器的基础理论,主要分析光纤激光器的激射原理和光纤滤波器的滤波原理。详细推导了Sagnac滤波器、多模干涉滤波器和双折射滤波器的透射率函数,模拟了这三种光纤滤波器的透射谱,对比分析了它们的结构特点和滤波特性;3、开展光纤滤波器滤波特性的仿真分析,重点分析多模干涉滤波器和双折射滤波器的滤波特性。以多模干涉原理为基础,仿真分析了多模干涉滤波器滤波特性的影响因素,包括导入或导出单模光纤的纤芯半径、数值孔径,多模光纤的纤芯半径、纤芯折射率、长度。以双折射原理为基础,仿真分析了双折射滤波器滤波特性的影响因素,包括保偏光纤的双折射率、长度、保偏光纤的慢轴与偏振器偏振方向的夹角,偏振控制器所引起的快慢轴之间相位差、偏振控制器的慢轴与偏振器偏振方向的夹角;4、开展光纤滤波器滤波特性的实验研究,以多模干涉滤波器或双折射滤波器为光纤激光器的核心滤波组件,分别进行了滤波效果的实验测试。在此基础上设计并研制了一种基于多模干涉滤波器和双折射率滤波器的波长可开关掺铒光纤激光器,仿真分析了激光器中级联光纤滤波器的滤波特性。实验结果表明光纤激光器实现了单波长、双波长、三波长以及四波长可开关激光输出,输出激光的边模抑制比均大于40d B,1小时内波长漂移量均小于0.1nm。
【关键词】：光纤激光器 波长可开关 多模干涉 双折射滤波器
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 光纤激光器的研究背景9-10
• 1.2 波长可开关光纤激光器的关键问题及其研究进展10-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-13
• 第2章 光纤激光器的理论研究13-33
• 2.1 光纤激光器的激射原理分析13-15
• 2.2 光纤滤波器的滤波原理分析15-31
• 2.2.1 Sagnac滤波器的滤波原理分析15-24
• 2.2.2 多模干涉滤波器的滤波原理分析24-29
• 2.2.3 双折射滤波器的滤波原理分析29-31
• 2.3 三种光纤滤波器的对比分析31-33
• 第3章 光纤滤波器滤波特性的仿真分析33-43
• 3.1 多模干涉滤波器滤波特性的影响因素分析33-39
• 3.1.1 单模光纤纤芯半径对滤波特性的影响33-34
• 3.1.2 单模光纤数值孔径对滤波特性的影响34-35
• 3.1.3 多模光纤纤芯半径对滤波特性的影响35-36
• 3.1.4 多模光纤纤芯折射率对滤波特性的影响36-37
• 3.1.5 多模光纤长度对滤波特性的影响37-39
• 3.2 双折射滤波器滤波特性的影响因素分析39-43
• 3.2.1 保偏光纤双折射率对滤波特性的影响39
• 3.2.2 保偏光纤长度对滤波特性的影响39-40
• 3.2.3 保偏光纤慢轴与偏振器偏振方向的夹角对滤波特性的影响40-41
• 3.2.4 偏振控制器对滤波特性的影响41-43
• 第4章 波长可开关掺铒光纤激光器的研究43-55
• 4.1 光纤滤波器滤波特性的实验研究43-47
• 4.1.1 多模干涉滤波器滤波特性的实验研究43-45
• 4.1.2 双折射滤波器滤波特性的实验研究45-47
• 4.2 波长可开关掺铒光纤激光器的设计47-50
• 4.2.1 波长可开关掺铒光纤激光器的方案设计47
• 4.2.2 级联光纤滤波器滤波特性的仿真分析47-50
• 4.3 波长可开关掺铒光纤激光器的研制50-55
• 第5章 总结与展望55-57
• 5.1 论文主要内容总结55-56
• 5.2 未来研究工作展望56-57
• 参考文献57-62
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果62-63
• 致谢63

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