基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲信号产生研究

发布时间：2017-06-15 19:01

  本文关键词：基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲信号产生研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：未来雷达的需求对传统电子技术在大带宽波形产生、处理速度和带宽方面提出了挑战。光子雷达基于微波光子技术构建雷达系统,克服了传统微波系统在处理速度和带宽等方面的电子瓶颈,且具有损耗低和抗电磁干扰等优势,是未来雷达系统发展的重要方向。高质量的光脉冲是光子雷达中实现光采样和多频段信号产生的重要基础。基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲源由于具有高相干性、高重复频率、时间抖动小等优势,与光子雷达系统的需求十分契合,成为当前的研究关键之一。本文以自再生主动锁模技术为研究方向,在光脉冲信号的产生方面进行了深入地研究,主要开展了以下几个方面工作:1.提出并研究了基于保偏双环结构的稳定自再生主动锁模激光器,在抑制偏振不稳定性影响的同时,通过双环结构抑制了超模噪声;对偏振噪声对系统的影响进行了理论分析,构建基于保偏双环结构的自再生锁模光纤激光器,实验产生了10.66 GHz重频的光脉冲信号,调制产生的射频信号的边模抑制比为62.2dB,相位噪声在10 kHz频偏处为-107.59 dBc/Hz。2.提出并研究了基于非泵浦EDF驻波效应增强结构的自再生锁模光纤激光器,通过引入基于非泵浦EDF的强驻波效应形成结构,有效地抑制超模噪声;对基于非泵浦EDF驻波效应增强进行了理论分析和实验研究;研究了基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲产生的理论模型,分析和研究了系统的噪声因素来源。在此基础上构建了基于非泵浦EDF的强驻波效应的自再生锁模光纤激光器,实验产生了10 GHz重频的光脉冲信号,调制产生的射频信号边模抑制比为72.5 dB,相位噪声在10 kHz频偏处为-123.6dBc/Hz。3.研究了基于谐振腔控制的自再生锁模光纤激光器,通过控制谐振腔的腔长等因素实现了高质量光脉冲产生。对谐振腔各因素对产生的光脉冲质量影响进行了理论分析,构建了腔长反馈控制的自再生锁模激光器,实验产生了重频为10 GHz和40 GHz的光脉冲,对应调制产生的10 GHz微波信号的边模抑制比为90 dB,相位噪声在10kHz频偏处约为-114 dBc/Hz;40 GHz微波信号的边模抑制比为80 dB,相位噪声在10 kHz频偏处为-102 dBc/Hz。
【关键词】：自再生锁模 光脉冲产生 光纤激光器 稳定性 光子雷达
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248;TN958
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 引言12-13
• 1.2 光脉冲的产生13-14
• 1.3 国内外研究现状14-16
• 1.4 论文的组织结构16-17
• 第二章 自再生锁模光纤激光器的理论分析17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 自再生主动锁模技术的基本原理与数值模型17-23
• 2.2.1 主动锁模光纤激光器18-20
• 2.2.2 自再生光电反馈环路20
• 2.2.3 自再生锁模光纤激光器的数值仿真模型20-23
• 2.3 激光器的噪声23-24
• 2.3.1 激光器的噪声来源23
• 2.3.2 激光器的噪声模型23-24
• 2.4 自再生锁模光纤激光器的噪声归纳24-31
• 2.4.1 超模竞争25-27
• 2.4.2 弛豫振荡27-29
• 2.4.3 调制信号相位噪声29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 基于保偏双环结构的自再生锁模光纤激光器32-38
• 3.1 引言32
• 3.2 基于保偏双环结构的自再生锁模光纤激光器32-36
• 3.2.1 实验原理33-34
• 3.2.2 实验结果与分析34-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第四章 基于非泵浦掺铒光纤的自再生锁模光纤激光器38-45
• 4.1 引言38
• 4.2 基于非泵浦EDF的自再生锁模光纤激光器38-43
• 4.2.1 实验原理38-41
• 4.2.2 实验结果与分析41-43
• 4.3 本章小结43-45
• 第五章 基于谐振腔控制的自再生锁模光纤激光器系统45-51
• 5.1 引言45
• 5.2 基于谐振腔控制的自再生锁模技术激光器45-49
• 5.2.1 实验原理46-47
• 5.2.2 实验结果与分析47-49
• 5.3 本章小结49-51
• 第六章 总结与展望51-53
• 6.1 全文工作总结51-52
• 6.2 研究工作展望52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文58

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 罗红娥;超高速主动锁模光纤激光器的稳定性研究[D];吉林大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 汤君华;激光脉冲噪声理论分析及实验测量[D];太原理工大学;2007年

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本文编号：453189