精细多波长光源及连续光频率梳的研究
发布时间：2021-04-07 04:29
本论文主要是针对宽范围线性扫频光源中的关键技术开展研究,它们是高分辨率激光雷达成像（No.61471256）和高分辨率实时光谱分析仪中的核心关键技术,本论文的工作更多的是应用于高分辨率实时光谱分析仪中,为了在大范围内实现多波长并行扫频技术,该系统对多波长光源有更苛刻的要求,本论文采用了多项有创新的技术,使得多波长光源的各项指标有大幅度提高和改进,为项目的整体研究工作奠定了技术基础。本文主要内容:1.综述了各种多波长光源技术的发展现状和趋势,阐述了精细多波长光源在两个系统中的重要地位,一个是Tbit/s传输速率的高速光通信系统,另一个是超高分辨率近红外光谱仪,在这些系统中均采用了窄线宽,宽光谱范围,相邻波长频率间隔在10GHz量级的连续精细多波长光源及光频率梳。2.高速时分复用通信系统需要幅值平坦、高重复频率的脉冲光源,常规的主动锁模技术可以实现这样的脉冲光源,但是需要高频电信号;有理数谐波锁模技术可以用低频电信号产生高重复频率的光脉冲序列,但是光脉冲幅值不平坦。本文用低重复频率的方波电信号成功实现了高重复频率的锁模脉冲输出,得到了幅值平坦的光脉冲序列,其幅值起伏差异减小了两个数量级,实...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 精细多波长光源的背景介绍
1.1.1 应用于密集波分复用技术的多波长光源
1.1.2 应用于超高分辨率近红外光谱仪的精细多波长激光源
1.2 多波长光源的现阶段研究状况以及发展前景
1.2.1 级联相位调制器和强度调制器调制窄线宽光
1.2.2 通过SSB调制器循环移频实现多波长光源
1.2.3 分布反馈式激光器阵列
1.2.4 光纤光栅选择波长最终实现多波长输出
1.2.5 光纤激光腔中插入梳状滤波器输出多波长激光
1.2.6 半导体增益介质插入梳状滤波器输出多波长激光
1.2.7 受激布里渊掺铒多波长光纤激光器
1.3 本论文研究的内容概况及创新点
1.3.1 论文的研究内容
1.3.2 论文的创新点
第二章 有理数谐波锁模脉冲幅值的均匀化
2.1 有理数谐波锁模的介绍及应用
2.1.1 有理数谐波锁模脉冲幅值优化的研究现状
2.1.2 射频方波驱动实现锁模脉冲幅值均衡化
2.2 射频方波调制实现锁模脉冲幅值均衡化原理
2.3 有理数谐波锁模脉冲幅值均衡化的实验
2.3.1 方波调制有理数谐波锁模的实验装置
2.3.2 马赫曾德电光强度调制器电光调制透射曲线
2.4 方波调制有理数谐波锁模实验结果分析
2.4.1 低频电方波调制下幅值均衡优化
2.4.2 1GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化
2.4.3 3.125GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化
2.5 本章小结
第三章 多波长激光器同时窄化线宽技术的研究
3.1 窄线宽多波长光源的引言介绍
3.1.1 单波长激光器的线宽窄化技术
3.1.2 多波长光源同时窄化线宽
3.2 多波长光源窄化线宽的原理
3.2.1 受激布里渊散射的过程及其增益谱
3.2.2 受激布里渊散射的阈值
3.2.3 延时自外差法测量多波长光源的线宽
3.3 窄化多波长光源的线宽方案
3.3.1 窄化多波长光源的线宽的实验装置
3.3.2 窄化多波长光源线宽方案的原理分析
3.4 窄化多波长光源的实验结果及讨论
3.5 本章小结
第四章 基于四波混频和级联四波混频的时域上连续宽光谱光频率梳的研究
4.1 光频率梳的背景介绍
4.1.1 光频率梳的应用领域
4.1.2 时域上脉冲的光频梳的产生方法
4.1.3 时域上连续的窄线宽光频梳
4.1.4 产生连续的单纵模窄线宽光频梳的条件
4.2 多波长光源展宽和时域上连续光频率梳产生原理
4.2.1 四波混频的起源及产生条件
4.2.2 四波混频中信号光和闲频光的解析解
4.2.3 高非线性光纤中的相位匹配技术
4.2.4 光纤材料色散对相位匹配的影响
4.2.5 高非线性光纤中的级联四波混频
4.3 时域上连续光频梳的结果分析
4.3.1 实现时域上连续宽光谱光频率梳（多波长）的实验装置
4.3.2 经过标准高非线性光纤得到的光频率梳结果分析
4.3.3 色散平坦光纤得到的光频率梳结果分析
4.4 本章小结
第五章 相邻波长间隔为GHz量级的多波长激光的研究
5.1 波长间隔为GHz量级的多波长光源的应用
5.1.1 10GHz量级波长间隔的多波长光源的应用范围
5.1.2 产生GHz量级窄波长间隔的多波长光源的难点与解决方法
5.2 DFB激光器为信号光源实现受激布里渊散射多波长光纤激光器
5.2.1 受激布里渊散射多波长光纤激光器的实验装置
5.2.2 低功率种子信号多波长激光输出结果及分析
5.2.3 种子信号功率对多波长激光输出的影响
5.2.4 高功率种子信号多波长激光输出结果及分析
5.2.5 种子信号功率和放大功率的优化选择
5.3 受激布里渊散射多波长激光的可调谐性
5.4 本章总结
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3122802
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 精细多波长光源的背景介绍
1.1.1 应用于密集波分复用技术的多波长光源
1.1.2 应用于超高分辨率近红外光谱仪的精细多波长激光源
1.2 多波长光源的现阶段研究状况以及发展前景
1.2.1 级联相位调制器和强度调制器调制窄线宽光
1.2.2 通过SSB调制器循环移频实现多波长光源
1.2.3 分布反馈式激光器阵列
1.2.4 光纤光栅选择波长最终实现多波长输出
1.2.5 光纤激光腔中插入梳状滤波器输出多波长激光
1.2.6 半导体增益介质插入梳状滤波器输出多波长激光
1.2.7 受激布里渊掺铒多波长光纤激光器
1.3 本论文研究的内容概况及创新点
1.3.1 论文的研究内容
1.3.2 论文的创新点
第二章 有理数谐波锁模脉冲幅值的均匀化
2.1 有理数谐波锁模的介绍及应用
2.1.1 有理数谐波锁模脉冲幅值优化的研究现状
2.1.2 射频方波驱动实现锁模脉冲幅值均衡化
2.2 射频方波调制实现锁模脉冲幅值均衡化原理
2.3 有理数谐波锁模脉冲幅值均衡化的实验
2.3.1 方波调制有理数谐波锁模的实验装置
2.3.2 马赫曾德电光强度调制器电光调制透射曲线
2.4 方波调制有理数谐波锁模实验结果分析
2.4.1 低频电方波调制下幅值均衡优化
2.4.2 1GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化
2.4.3 3.125GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化
2.5 本章小结
第三章 多波长激光器同时窄化线宽技术的研究
3.1 窄线宽多波长光源的引言介绍
3.1.1 单波长激光器的线宽窄化技术
3.1.2 多波长光源同时窄化线宽
3.2 多波长光源窄化线宽的原理
3.2.1 受激布里渊散射的过程及其增益谱
3.2.2 受激布里渊散射的阈值
3.2.3 延时自外差法测量多波长光源的线宽
3.3 窄化多波长光源的线宽方案
3.3.1 窄化多波长光源的线宽的实验装置
3.3.2 窄化多波长光源线宽方案的原理分析
3.4 窄化多波长光源的实验结果及讨论
3.5 本章小结
第四章 基于四波混频和级联四波混频的时域上连续宽光谱光频率梳的研究
4.1 光频率梳的背景介绍
4.1.1 光频率梳的应用领域
4.1.2 时域上脉冲的光频梳的产生方法
4.1.3 时域上连续的窄线宽光频梳
4.1.4 产生连续的单纵模窄线宽光频梳的条件
4.2 多波长光源展宽和时域上连续光频率梳产生原理
4.2.1 四波混频的起源及产生条件
4.2.2 四波混频中信号光和闲频光的解析解
4.2.3 高非线性光纤中的相位匹配技术
4.2.4 光纤材料色散对相位匹配的影响
4.2.5 高非线性光纤中的级联四波混频
4.3 时域上连续光频梳的结果分析
4.3.1 实现时域上连续宽光谱光频率梳（多波长）的实验装置
4.3.2 经过标准高非线性光纤得到的光频率梳结果分析
4.3.3 色散平坦光纤得到的光频率梳结果分析
4.4 本章小结
第五章 相邻波长间隔为GHz量级的多波长激光的研究
5.1 波长间隔为GHz量级的多波长光源的应用
5.1.1 10GHz量级波长间隔的多波长光源的应用范围
5.1.2 产生GHz量级窄波长间隔的多波长光源的难点与解决方法
5.2 DFB激光器为信号光源实现受激布里渊散射多波长光纤激光器
5.2.1 受激布里渊散射多波长光纤激光器的实验装置
5.2.2 低功率种子信号多波长激光输出结果及分析
5.2.3 种子信号功率对多波长激光输出的影响
5.2.4 高功率种子信号多波长激光输出结果及分析
5.2.5 种子信号功率和放大功率的优化选择
5.3 受激布里渊散射多波长激光的可调谐性
5.4 本章总结
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3122802
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