新型主动锁模光纤激光器的研究与应用

发布时间：2017-11-28 15:25

  本文关键词：新型主动锁模光纤激光器的研究与应用

  更多相关文章： 主动锁模光纤激光器 脉冲前馈 脉冲整形 耗散孤子 光频率梳

【摘要】：高重复频率、高质量、低噪声的宽谱主动锁模光纤激光器是DWDM系统、OTDM系统和超宽带信号处理中极具开发潜力的器件。但是主动锁模光纤激光器面临脉冲能量低、稳定性不够优异、光谱范围受限以及难以实现小型化等问题。本论文采用新型主动锁模结构及脉冲整形原理来解决以上问题,同时将主动锁模光纤激光器应用在射频稳相传输及高重频、宽谱光频梳产生领域。论文首先研究了传统高速主动锁模光纤激光器的脉冲特性及在启动过程和脉冲整形过程中的瞬态特性,结果表明反常色散腔的主动锁模光纤激光器为孤子脉冲整形,并且激光器受超模噪声及腔长漂移影响。超模噪声是主动锁模最主要的噪声,本文利用脉冲前馈机制产生脉冲能量限制作用,实现高速锁模激光器超模噪声抑制。在不改变激光器腔内结构的条件下,激光器超模噪声抑制比大于80dB,脉冲抖动接近22fs。并将色散腔自适应调谐技术与脉冲前馈技术结合来获取长期稳定性,从理论和实验上予以验证。此外,成功将该色散腔结构应用于长距离稳相传输。研究了脉冲前馈和双驱动调制器相结合所形成的可饱和吸收效应,并应用于基频孤子锁模。实验上获得了高速调制下的基频锁模孤子脉冲。为了进一步提升主动锁模脉冲能量,论文首次提出主动锁模内的耗散孤子脉冲整形,利用特殊调制格式的全正色散腔产生高能量耗散孤子。数值分析耗散孤子在主动锁模腔内的自启动及脉冲整形过程,并进行实验验证。激光器输出脉冲能量1.6nJ,将传统主动锁模脉冲能量提升几十倍。此外,激光器具有良好的可调谐性,改变调制频率可实现50nm的波长调谐。在主动锁模耗散孤子的基础上,首次提出“线性耗散孤子”概念,利用拉伸透镜技术代替传统光纤非线性效应,实现线性耗散孤子脉冲整形,打破传统主动锁模高重频对光谱宽度的限制。利用解析分析和数值模拟对线性耗散孤子特性及脉冲整形方式进行了全面的分析。实验产生了脉宽825fs,谱宽11.6nm的10GHz脉冲序列。将注入锁定与腔长反馈控制相结合,同时稳定线性耗散孤子激光器的脉冲重复频率和光频率,实现稳定的高重频、宽谱光频梳产生。实验获得接近100根光频梳,覆盖范围大于7.6nm。该结构不利用光纤非线性,为宽谱高速光频梳的集成化提供了一种可能。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN248

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何理;杨伯君;张茹;;主动锁模光纤环形激光器的新进展[J];光通信研究;2005年06期

2 张晓伏;梁立成;;基于主动锁模光纤激光器的时钟分频研究[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2010年02期

3 郑玉霞;徐志明;范滇元;;磷酸盐声光主动锁模振荡器[J];激光与红外;1980年12期

4 赵峰;;基于主动锁模控制的激光谐波研究[J];激光与红外;2013年12期

5 李玉华,娄采云,刘军,伍剑,高以智;非线性偏振旋转效应对主动锁模光纤激光器脉冲成形及稳定性的影响[J];中国激光;1998年12期

6 王雄;周朴;王小林;陶汝茂;司磊;;全光纤主动锁模2μm掺铥脉冲激光器[J];强激光与粒子束;2013年10期

7 关世荣;均匀增宽激光器主动锁模的半经典理论[J];量子电子学;1989年04期

8 张劲松,李唐军,齐赞伟,简水生;多波长超短脉冲主动锁模光纤激光器[J];中国激光;2000年11期

9 杨军;岳耀笠;李昭云;赵灏;刘霄海;张昕;;一种主动锁模光纤激光器稳定性的新方法[J];光通信技术;2011年09期

10 魏道平,李唐军,赵玉成,简水生;主动锁模光纤环形激光器的悬臂梁调谐法[J];光电子·激光;2001年02期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 王瑞鑫;新型主动锁模光纤激光器的研究与应用[D];北京邮电大学;2015年

2 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

3 高博;基于PZT的主动锁模光纤激光器腔长控制技术研究[D];吉林大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 李福源;主动锁模掺铒光纤环形腔激光器的理论研究[D];北京交通大学;2013年

2 苏展;主动锁模光纤激光器光脉冲的噪声分析[D];吉林大学;2009年

3 高博;主动锁模光纤激光器腔长补偿技术研究[D];吉林大学;2006年

4 王吉;带内泵浦Ho:YAG激光器主动锁模的技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

5 陈少伟;GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器及其主动锁模研究[D];厦门大学;2014年

6 龙井宇;主动锁模腔内倍频Nd：YAG绿光激光器的研究[D];西北大学;2005年

7 杨文艳;基于SOA的主动锁模环形光纤激光器的研究[D];西南师范大学;2005年

，

本文编号：1234439