随机光纤激光器的理论与反馈特性研究
发布时间：2022-01-03 21:38
随机光纤激光器由于具有低相干、连续稳定和多波长输出等特性,而在图像传输、光通信和医疗诊断等领域具有巨大的应用价值。本文主要对基于随机相移光纤光栅反馈的光纤激光器进行了理论和实验研究,对随机相移光纤光栅的反馈特性进行了模拟和实验研究,对文中提出的随机光纤激光器结构的输出特性进行了仿真。在实验研究中,使用掺铒光纤作为激光增益介质,由随机相移光纤光栅提供随机反馈,最终获得了阈值功率较低的窄带宽随机激光输出。1.建立了随机相移光纤光栅的理论模型,提出了适用于随机相移光纤光栅的传输矩阵。对随机相移光纤光栅的反射特性进行了模拟,获得的反射特征仿真光谱,与实验刻写的随机相移光纤光栅的实测反射特征光谱相比,二者高度一致。2.在掺铒光纤放大的Giles模型基础上,结合仿真获得的随机相移光纤光栅的反射特征频谱,建立了适用于本文所研究的随机光纤激光器结构模型,在MATLAB环境下获得了激光器的随机激光仿真输出,而后对随机激光仿真频谱进行了合理地分析,获得了掺铒光纤长度和随机激光输出功率之间的关系。3.在理论分析和仿真实验的指导下,选择合适长度的掺铒光纤,搭建了基于随机相移光纤光栅反馈的光纤激光器系统,讨论了...
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Raman随机光纤激光器的原理
图 2.4 不同泵浦功率下的随机激光输出机分布反馈光纤激光器的提出引起了国内外许多学者的研究兴趣值 不同波段随机激光输出 高输出功率等方面进行了大量研究射和受激拉曼效应的强弱会对随机光纤激光器的阈值功率和输出，一些研究人员尝试采用不同的光纤介质实现随机激光输出 Brillouin 随机光纤激光器rillouin 光纤随机激光器利用光纤中的 Brillouin 散射和分布式瑞利用来实现随机激光的输出 光纤中的Brillouin散射起源于泵浦光与声波进行的非线性相互作用[51,52]，光纤中的受激 Brillouin 散射s 光仅能后向传输，其 Stokes 频移约为 10 GHz，相较于受激 Ram斯托克斯波沿光纤前后两个方向传输，受激 Brillouin 散射的阈值S 的更低，更容易激发受激 Brillouin 散射的阈值与泵浦功率和泵浦有关[51,53] 2011 年 Fotiadi 首次报道了利用受激 Brillouin 散射作为
图 2.5 Brillouin 随机光纤激光器的结构原理2.2.3 基于 FBG 反馈的掺铒随机光纤激光器作为一种特殊的固体激光器，早期的光纤激光器一般需要谐振腔为增益提供反馈，其中的谐振腔或为反射元件构成，或在光纤端面镀膜实现 作为一种反射元件，光纤光栅的出现大大推动了光纤激光器的发展 光纤光栅是利用纤芯材料的光敏特性，在特定波长和功率的照射下，纤芯的折射率产生永久性改变，从而在纤芯中形成空间相位光栅 光纤光栅的实质是滤波器，对特定波长及其周围频带有反射或透射作用 短周期光纤光栅即 FBG 可以具有很高的反射率，因此可以作为反射元件为光纤激光器提供反馈和波长选择 FBG 应用于随机光纤激光器中时，多是将 FBG 刻写成随机分布的 FBG 串列，FBG 串列中任意两个光栅可以构成 F-P 腔提供反馈和波长选择，腔的随机性决定了光栅串列反馈的随机性，从而可以为激光器结构提供随机的反馈 2009 年，Lizárraga 发表的关于随机光纤激光器的论文，激光器结构是在 Er/Ge 共掺的单模光纤中刻写随机间距的 FBG 串列，Er 和 Ge 离子为系统提供增益和 FBG 串列提供随机
【参考文献】：
期刊论文
[1]掺杂硅石纳米粉末的染料随机激光发射[J]. 李文超,孙宇超,李欣,李志全. 强激光与粒子束. 2013(07)
[2]一维随机介质散射颗粒对激光阈值的影响[J]. 熊峥,刘劲松. 光电技术应用. 2006(03)
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
[2]光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究[D]. 吕昌贵.东南大学 2005
硕士论文
[1]相移光纤光栅理论分析及实验研究[D]. 李视卿.国防科学技术大学 2013
[2]相移光栅的传输特性及应用研究[D]. 邴亮.北京交通大学 2013
本文编号：3567024
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Raman随机光纤激光器的原理
图 2.4 不同泵浦功率下的随机激光输出机分布反馈光纤激光器的提出引起了国内外许多学者的研究兴趣值 不同波段随机激光输出 高输出功率等方面进行了大量研究射和受激拉曼效应的强弱会对随机光纤激光器的阈值功率和输出，一些研究人员尝试采用不同的光纤介质实现随机激光输出 Brillouin 随机光纤激光器rillouin 光纤随机激光器利用光纤中的 Brillouin 散射和分布式瑞利用来实现随机激光的输出 光纤中的Brillouin散射起源于泵浦光与声波进行的非线性相互作用[51,52]，光纤中的受激 Brillouin 散射s 光仅能后向传输，其 Stokes 频移约为 10 GHz，相较于受激 Ram斯托克斯波沿光纤前后两个方向传输，受激 Brillouin 散射的阈值S 的更低，更容易激发受激 Brillouin 散射的阈值与泵浦功率和泵浦有关[51,53] 2011 年 Fotiadi 首次报道了利用受激 Brillouin 散射作为
图 2.5 Brillouin 随机光纤激光器的结构原理2.2.3 基于 FBG 反馈的掺铒随机光纤激光器作为一种特殊的固体激光器，早期的光纤激光器一般需要谐振腔为增益提供反馈，其中的谐振腔或为反射元件构成，或在光纤端面镀膜实现 作为一种反射元件，光纤光栅的出现大大推动了光纤激光器的发展 光纤光栅是利用纤芯材料的光敏特性，在特定波长和功率的照射下，纤芯的折射率产生永久性改变，从而在纤芯中形成空间相位光栅 光纤光栅的实质是滤波器，对特定波长及其周围频带有反射或透射作用 短周期光纤光栅即 FBG 可以具有很高的反射率，因此可以作为反射元件为光纤激光器提供反馈和波长选择 FBG 应用于随机光纤激光器中时，多是将 FBG 刻写成随机分布的 FBG 串列，FBG 串列中任意两个光栅可以构成 F-P 腔提供反馈和波长选择，腔的随机性决定了光栅串列反馈的随机性，从而可以为激光器结构提供随机的反馈 2009 年，Lizárraga 发表的关于随机光纤激光器的论文，激光器结构是在 Er/Ge 共掺的单模光纤中刻写随机间距的 FBG 串列，Er 和 Ge 离子为系统提供增益和 FBG 串列提供随机
【参考文献】：
期刊论文
[1]掺杂硅石纳米粉末的染料随机激光发射[J]. 李文超,孙宇超,李欣,李志全. 强激光与粒子束. 2013(07)
[2]一维随机介质散射颗粒对激光阈值的影响[J]. 熊峥,刘劲松. 光电技术应用. 2006(03)
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
[2]光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究[D]. 吕昌贵.东南大学 2005
硕士论文
[1]相移光纤光栅理论分析及实验研究[D]. 李视卿.国防科学技术大学 2013
[2]相移光栅的传输特性及应用研究[D]. 邴亮.北京交通大学 2013
本文编号：3567024
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