基于NPR技术的C、L波段掺铒光纤激光器研究
发布时间：2020-12-14 02:47
被动锁模光纤激光器因其体积小、输出脉冲窄、兼容性好等优点,在光通信、生物医疗、激光加工等领域有广泛的应用前景。在光纤激光器中,为了实现被动锁模,采用了非线性偏振旋转技术（Nonlinear Polarization Rotation,NPR）,利用其具有类可饱和吸收体的特性,获得了超短光脉冲。目前,不同波段的掺铒光纤激光器已经引起了研究人员的关注,如C波段（15301565 nm）和L波段（15651625 nm）,L波段的锁模光纤激光器将光通信系统中的C波段延伸到L波段,从而拓宽了带宽,增加了通信容量。因此,本论文采用NPR锁模技术,研究了C、L波段掺铒光纤激光器中的束缚态、耗散孤子共振、多脉冲等特性,主要研究内容包括:1、研究了光纤激光器的研究背景、发展历程,对锁模光纤激光器中几种锁模技术进行分析,最后阐述了NPR锁模光纤激光器的发展进程。2、研究了锁模原理,并对NPR锁模原理的理论基础进行分析。利用耦合的金兹堡-朗道方程,数值模拟了NPR被动锁模光纤激光器中锁模孤子的产生,并对锁模建立过程中孤子时域和频域演化进行了分析。在数值模拟中,通...
【文章来源】：淮北师范大学安徽省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲经过可饱和吸收体演变过程[11]
基于NPR技术的C、L波段掺铒光纤激光器研究3图1.1脉冲经过可饱和吸收体演变过程[11]1.2.1类可饱和吸收体脉冲光纤激光器（1）NPR锁模光纤激光器图1.2利用NPR锁模的光纤激光器结构图。WDM：波分复用器；EDF：掺铒光纤；PC：偏振控制器；SMF：单模光纤；PD-ISO：偏振相关隔离器；OC：耦合器基于非线性偏振锁模技术的被动锁模光纤激光器典型结构如图1.2所示。此结构中主要利用了光纤的自相位和交叉相位调制以及腔内双折射效应等非线性效应，其中腔内两个PCs和一个PD-ISO共同作用，使其具有类可饱和吸收体特性。1992年首次将NPR技术应用到被动锁模光纤激光器，并获得了稳定且能自启动的皮秒的脉冲输出[21]。随后研究者们对NPR锁模光纤激光器做了大量的实验研究[22-26]。在超短光脉冲产生方面，2006年，D.Y.Tang等人采用色散管理技术，在掺铒光纤激光器中获得了窄至47fs的脉冲输出[27]。在脉冲能量方面，2007年A.Chong等人在掺镱光纤激光器中得到了能量高达20nJ的单脉冲[28]。基于双折射诱导光谱滤波效应，NPR光纤激光器可实现激光波长调谐以及多波长锁模，2017年X.M.Tan等人利用高非线性光纤，在掺铒光纤激光器中获得
基于NPR技术的C、L波段掺铒光纤激光器研究5图1.3利用NALM锁模的光纤激光器结构图。WDM：波分复用器；ActiveGainFiber：增益光纤；PC：偏振控制器；SMF：单模光纤；PI-ISO：偏振无关隔离器；OC：耦合器图1.4利用NOLM锁模的光纤激光器结构图。WDM：波分复用器；ActiveGainFiber：增益光纤；PC：偏振控制器；SMF：单模光纤；PI-ISO：偏振无关隔离器；OC：耦合器1988年N.J.Doran等人首先提出关于NOLM理论研究[40]，随后1990年M.E.Fermann等人通过理论分析NALM的研究[41]，从此，8字形结构的被动锁模光纤激光器能够输出稳定的超短脉冲被大家注意并进行广泛研究。在脉冲产生方面，D.J.Richarson等人于1991年首次搭建了8字腔锁模掺铒光纤激光器，并利用非线性放大环形镜技术，得到了最窄至320fs的锁模脉冲[42]。1993年M.Nakazawa等人基于NOLM的8字腔锁模光纤激光器中，利用色散管理技术，采用了在腔内加入色散补偿光纤的方法，获得了100fs的超短脉冲[43]。在脉冲孤子多类型方面，1993年，D.J.Richarson等人搭建了8字腔锁模光纤激光器，利用了NALM技术，实验中得到了多脉冲现象，同时也提出了能量量化效应的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非线性偏振旋转锁模孤子光脉冲的产生及模拟[J]. 梁勤妹,汪徐德. 激光与红外. 2019(07)
[2]Harmonic dissipative soliton resonance pulses in a fiber ring laser at different values of anomalous dispersion[J]. YANJIA LYU,HONGXIA SHI,CHEN WEI,HEPING LI,JIANFENG LI,YONG LIU. Photonics Research. 2017(06)
[3]基于非线性偏振旋转效应的多波长掺铥锁模光纤激光器[J]. 刘鹏,王天枢,张鹏,张岩,马万卓,苏煜炜,毕明喆,张靓. 光子学报. 2016(06)
本文编号：2915657
【文章来源】：淮北师范大学安徽省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲经过可饱和吸收体演变过程[11]
基于NPR技术的C、L波段掺铒光纤激光器研究3图1.1脉冲经过可饱和吸收体演变过程[11]1.2.1类可饱和吸收体脉冲光纤激光器（1）NPR锁模光纤激光器图1.2利用NPR锁模的光纤激光器结构图。WDM：波分复用器；EDF：掺铒光纤；PC：偏振控制器；SMF：单模光纤；PD-ISO：偏振相关隔离器；OC：耦合器基于非线性偏振锁模技术的被动锁模光纤激光器典型结构如图1.2所示。此结构中主要利用了光纤的自相位和交叉相位调制以及腔内双折射效应等非线性效应，其中腔内两个PCs和一个PD-ISO共同作用，使其具有类可饱和吸收体特性。1992年首次将NPR技术应用到被动锁模光纤激光器，并获得了稳定且能自启动的皮秒的脉冲输出[21]。随后研究者们对NPR锁模光纤激光器做了大量的实验研究[22-26]。在超短光脉冲产生方面，2006年，D.Y.Tang等人采用色散管理技术，在掺铒光纤激光器中获得了窄至47fs的脉冲输出[27]。在脉冲能量方面，2007年A.Chong等人在掺镱光纤激光器中得到了能量高达20nJ的单脉冲[28]。基于双折射诱导光谱滤波效应，NPR光纤激光器可实现激光波长调谐以及多波长锁模，2017年X.M.Tan等人利用高非线性光纤，在掺铒光纤激光器中获得
基于NPR技术的C、L波段掺铒光纤激光器研究5图1.3利用NALM锁模的光纤激光器结构图。WDM：波分复用器；ActiveGainFiber：增益光纤；PC：偏振控制器；SMF：单模光纤；PI-ISO：偏振无关隔离器；OC：耦合器图1.4利用NOLM锁模的光纤激光器结构图。WDM：波分复用器；ActiveGainFiber：增益光纤；PC：偏振控制器；SMF：单模光纤；PI-ISO：偏振无关隔离器；OC：耦合器1988年N.J.Doran等人首先提出关于NOLM理论研究[40]，随后1990年M.E.Fermann等人通过理论分析NALM的研究[41]，从此，8字形结构的被动锁模光纤激光器能够输出稳定的超短脉冲被大家注意并进行广泛研究。在脉冲产生方面，D.J.Richarson等人于1991年首次搭建了8字腔锁模掺铒光纤激光器，并利用非线性放大环形镜技术，得到了最窄至320fs的锁模脉冲[42]。1993年M.Nakazawa等人基于NOLM的8字腔锁模光纤激光器中，利用色散管理技术，采用了在腔内加入色散补偿光纤的方法，获得了100fs的超短脉冲[43]。在脉冲孤子多类型方面，1993年，D.J.Richarson等人搭建了8字腔锁模光纤激光器，利用了NALM技术，实验中得到了多脉冲现象，同时也提出了能量量化效应的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非线性偏振旋转锁模孤子光脉冲的产生及模拟[J]. 梁勤妹,汪徐德. 激光与红外. 2019(07)
[2]Harmonic dissipative soliton resonance pulses in a fiber ring laser at different values of anomalous dispersion[J]. YANJIA LYU,HONGXIA SHI,CHEN WEI,HEPING LI,JIANFENG LI,YONG LIU. Photonics Research. 2017(06)
[3]基于非线性偏振旋转效应的多波长掺铥锁模光纤激光器[J]. 刘鹏,王天枢,张鹏,张岩,马万卓,苏煜炜,毕明喆,张靓. 光子学报. 2016(06)
本文编号：2915657
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