基于光纤叠栅的可调谐掺铒光纤激光器研究
[Abstract]:Multi-wavelength, tunable fiber laser can provide multiple wavelength laser output at the same time, and can realize single / multi-wavelength laser switching, tunable output, in optical fiber communication system, optical fiber sensing system, Dense wavelength Division Multiplexing (DWDM) systems are widely used in many fields. The miniaturization and integration of multi-wavelength tunable fiber lasers have become the trend in the future. Fiber stacked gate (SIFG) is a compact grating device with the flexibility of wavelength spacing, reflectivity, sensitivity to temperature and strain response, and is conducive to the integration of fiber lasers. Therefore, the study of tunable erbium-doped fiber laser (EDFL) based on fiber stacked gate is of great theoretical value and practical significance. On the basis of summarizing the technology and research status of multi-wavelength and tunable EDFL, the reflection spectrum characteristics of fiber Bragg stacked gate (SIFBG) are analyzed by coupling mode theory, and the working principle of multi-wavelength linear cavity EDFL is studied. The output characteristics of tunable EDFL based on SIFBG and chirped (CFBG) and tunable EDFL based on D-SIFBG (Double-SIFBG) are studied experimentally. The main contents of this paper are as follows: firstly, based on the coupled mode theory, the characteristics of fiber SIFBG are deeply studied under the condition that the fiber grating satisfies the resonant coupling. The reflectance spectra of SIFBG with different output linewidth and output wavelength interval are numerically simulated, and the uniform gain characteristics of erbium-doped fiber are analyzed, and the important parameters of linear cavity EDFL, such as population inversion, gain, are studied emphatically. The constraints of threshold, output power and slope efficiency of the laser are analyzed, and the mode competition of EDFL and the stable oscillation conditions of multi-wavelength EDFL are analyzed. Secondly, the working principle of EDFL is studied based on Giles model, and the structure of fiber laser with simple structure, small size and few components is designed, and the structure of fiber laser with multi-wavelength SIFBG and CFBG is designed. The single / double wavelength switchable and tunable laser output characteristics of tunable EDFL based on dual wavelength SIFBG and CFBG, and the single / one double / three wavelength switchable of tunable EDFL based on three wavelength SIFBG and CFBG are studied respectively. The effects of pump power and cavity length on laser output and the stability of the output laser are analyzed. Thirdly, in order to obtain the laser output with narrower linewidth and higher optical signal-to-noise ratio, A narrow bandwidth dual-wavelength D-SIFBG and a dual-wavelength erbium-doped D-SIFBG are designed and fabricated. The two gratings are used to form the linear cavity EDFLs respectively. The output characteristics of the two kinds of lasers, including pump power, are studied experimentally. The influence of the cavity length on the output laser power, the stability of the center wavelength and output power of the output laser, the wavelength switchability and tunable output characteristics of the single / double wavelength laser, etc. Finally, the characteristics of multi-wavelength D-SIFBG are analyzed, the output characteristics of single-wavelength tunable EDFL based on multi-wavelength D-SIFBG are experimentally studied, the output characteristics of single-wavelength tunable laser are analyzed, and the output stability of laser is analyzed. In this paper, the characteristics of EDFL based on different fiber stacked gates are studied in depth, which can provide a valuable reference for the development of tunable EDFL in the direction of miniaturization and integration.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN248
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,本文编号:2177269
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