利用时域透镜产生高重频宽光谱脉冲技术的研究

发布时间：2021-07-03 13:32

　　对一些与光信号处理有关的应用,例如光频率计量、高速光传输、密集波分复用和超高速光采样等,往往需要用到高重频宽光谱的脉冲光源。锁模激光器因为稳定、易实现等优势常被用作脉冲光源。锁模分为被动锁模和主动锁模两种方式。基于被动锁模的激光器可以产生脉宽窄,光谱宽的脉冲序列,然而受限于腔长等因素,重复频率不高。基于主动锁模的激光器很容易产生高重频的脉冲,但是一般工作在孤子脉冲整形区,脉宽大且光谱窄。耗散孤子的主动锁模激光器可以产生宽光谱的脉冲,但是需要很强的光纤非线性,当脉冲的频率提高时会降低峰值功率导致非线性效应削弱。在主动锁模激光器后又发展出了耦合光电振荡器（COEO）,它输出的脉冲除了重复频率高,还具备极低的噪声。COEO的脉冲整形过程类似于主动锁模激光器,不过COEO中光纤的长度一般较短,这也使得它在展宽脉冲光谱方面同样面临着非线性积累不足的问题。即使非线性可以满足,来源于非线性和色散的扰动也很容易对短脉冲造成波形的破坏。本文的出发点是在COEO基础结构上引入时域透镜,使高重频脉冲具备低噪声的同时,利用时域透镜取代非线性,实现脉冲光谱的展宽。方案使用COEO结构,摆脱了主动锁模对外部驱动源... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

图２－１主动锁模光纤激光器的典型结构??主动锁模光纤激光器的主要器件有增益光纤、单模光纤、强度或者相位调制??器，此外还包括偏振控制器、光滤波器、光親合器和光隔离器等

第二章高重频宽光谱脉冲产生的基本原理序列的稳定性?时间抖动。在主动锁模光纤激光器中，脉冲往往受限于外部驱动的射频源的相位噪声。射频信号源通常使用成器，它的相位噪声特性较差，因为其输出的信号是由低频石英的，这一过程也将噪声进行了倍频。利用光电振荡器（０Ｅ０），ＧＨｚ以上高重频的超低相位噪声的信号。因此，０Ｅ０可以作为光器的理想驱动源。ＣＯＥＯ就是主动锁模光纤激光器和ＯＥＯ的构如下：??

ｉ??放大器带通滤波器?移相器?探测器??图２－２?ＣＯＥＯ的典型结构??ＣＯＥＯ可以看作是在ＯＥＯ环路中嵌入了一个主动锁模光纤激光器。ＯＥＯ结??构可以把光信号转变成微波信号：主动锁模光纤激光器产生的光信号经耦合器输??出后，由光电探测器接收并被转变为电信号，再通过带通滤波器滤出所需的频率，??最后经过电放大器进行功率放大并反馈给腔中的调制器，对其中的光信号进行调??制。对ＣＯＥＯ中的主动锁模激光器而言，光信号最初来源于增益光纤的自发辐??射，然后在腔中被不断地放大、选模和调制，最终形成锁模光脉冲。??２＿２．２．?ＣＯＥＯ?的原理??ＣＯＥＯ锁模光脉冲的形成与主动锁模光纤激光器中的过程是类似的。更加详??细的推导过程见文献［２８］。主动锁模光纤激光器结构产生的任意两个纵模的光场??可以如下表示：??＝Ａ?ｅｘｐｌ－Ｒｑ?ｔ＋奶）］?（２－１８）??⑴＝五２?ｅｘｐ［－ｉ〇２１＋％）］?（２－１９）??上式中，尽和尽、ｑ和％、仍和％分别对应着第一个纵模和第二个纵模光场??的幅度、角频率和初相位。其中，ｑ和％之间还满足以下关系：??１］??

【参考文献】：
博士论文
[1]新型主动锁模光纤激光器的研究与应用[D]. 王瑞鑫.北京邮电大学 2015
[2]基于铌酸锂调制器的微波光子信号处理技术与毫米波频段ROF系统设计[D]. 李建强.北京邮电大学 2009

硕士论文
[1]新型光电振荡器研究[D]. 徐伟.浙江大学 2014
[2]时域成像理论及应用研究[D]. 向磊.华中科技大学 2009



本文编号：3262677