光纤随机激光模式调控与应用研究
发布时间：2021-05-27 07:08
光纤随机激光器作为一种新型的光纤激光器,近十多年来受到广泛的关注与研究。作为对传统随机激光器的延续发展,光纤随机激光器将一维光纤结构中的多重散射效应作为有效的光学反馈机制,配合非线性增益,在不需要传统谐振腔的结构中产生独特的随机激光现象。从最早光子晶体光纤中填充混有纳米散射颗粒的激光染料形成的光纤随机激光,到随机分布的光纤光栅结构构成的相干反馈光纤随机激光,再到基于传统商用标准单模光纤中分布式瑞利散射构成的分布反馈式光纤随机激光,光纤随机激光器的发展经历了从相干反馈到非相干反馈,从强无序散射结构到弱无序结构的过程,并最终在非相干反馈光纤随机激光器领域发展壮大,带动了诸如高功率/高效率、窄线宽、宽谱可调谐光纤随机激光器的丰富发展,并在光纤传感、超长距离光纤通信等领域得以应用。光纤随机激光器的发展也从起初光谱、功率特性的研究,逐渐拓展到偏振态、新波长、时域特性、非线性机制、多模特性的研究。纵观光纤随机激光器的发展历史,绝大多数的研究工作集中在连续光运转和单横模激发的前提下,这是因为受限于光纤随机激光器中随机散射形成的开放结构,很难基于传统谐振腔机理产生脉冲型随机激光,以及受制于常用的单模光...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 光纤随机激光器研究背景
1.1.1 随机激光器的发展历程
1.1.2 光纤随机激光器的发展历程
1.1.2.1 填充型光纤随机激光器
1.1.2.2 随机光栅型光纤随机激光器
1.1.2.3 瑞利散射型光纤随机激光器
1.2 连续输出型光纤随机激光器研究进展
1.2.1 高功率/高效率光纤随机激光器研究进展
1.2.2 窄线宽光纤随机激光器研究进展
1.2.3 多阶、宽谱、新波长光纤随机激光器研究进展
1.2.4 基于新光纤的光纤随机激光器研究进展
1.2.5 基于光纤随机激光应用研究进展
1.3 脉冲输出型光纤随机激光器研究进展
1.3.1 基于主动调控的脉冲输出型光纤随机激光器研究进展
1.3.2 基于被动调控的脉冲输出型光纤随机激光器研究进展
1.4 少模、多模光纤随机激光器研究进展
1.5 论文研究意义及结构安排
第二章 光纤随机激光器的理论模型
2.1 光纤随机激光相关物理现象
2.1.1 光纤随机激光反馈机制
2.1.1.1 瑞利散射
2.1.1.2 光纤光栅反射
2.1.2 光纤随机激光增益机制
2.1.2.1 受激拉曼散射增益
2.1.2.2 受激布里渊散射增益
2.1.2.3 有源光纤增益
2.2 基于瑞利散射的光纤随机激光器理论分析模型
2.3 基于光纤光栅的光纤随机激光器理论分析模型
2.4 本章小结
第三章 有源光纤随机激光的模式调控
3.1 光纤随机激光相干和非相干反馈机制
3.2 相干反馈光纤随机激光器的全光模式选择
3.2.1 随机分布光纤布拉格光栅阵列的设计与制备
3.2.2 相干反馈光纤随机激光器结构
3.2.3 相干反馈光纤随机激光器自由运转状态
3.2.4 相干反馈光纤随机激光器全光控制状态
3.3 相干反馈光纤随机激光器的准锁模脉冲实现
3.3.1 准锁模光纤随机激光器装置及核心器件
3.3.2 准锁模光纤随机激光器的工作原理
3.3.3 准锁模光纤随机激光器实验结果
3.3.4 准锁模光纤随机激光器数值分析
3.4 本章小结
第四章 光纤随机激光泵浦的超连续谱生成
4.1 连续光的调制不稳定性效应
4.2 光纤随机激光泵浦的全开放结构超连续谱生成
4.2.1 开放光纤结构中随机激光泵浦超连续谱产生装置
4.2.2 开放光纤结构中随机激光泵浦超连续谱输出特性分析
4.3 基于光纤随机激光泵浦的后向传输低噪声超连续谱生成
4.3.1 光纤随机激光泵浦的后向超连续谱生成装置
4.3.2 光纤随机激光泵浦的后向超连续谱实验结果
4.3.3 光纤随机激光泵浦的后向超连续谱运转机理讨论
4.4 本章小结
第五章 低空间相干性光纤随机激光器及成像应用
5.1 基于多模光纤随机激光的无散斑成像研究
5.1.1 多模光纤随机激光的无散斑成像实验装置
5.1.2 多模光纤随机激光的无散斑成像实验结果
5.2 用于无散斑成像的光纤超连续谱光源退相干过程
5.2.1 光纤超连续谱光源退相干实验装置
5.2.2 光纤超连续谱光源退相干实验结果分析
5.3 高功率低空间相干性光纤随机激光器
5.3.1 高功率低空间相干性光纤随机激光器实验装置
5.3.2 高功率低空间相干性光纤随机激光器实验结果
5.4 本章小结
第六章 多模光纤模式功率分配与散斑形成关系的研究
6.1 多模光纤模式分析仿真模型建立
6.2 仿真结果分析及讨论
6.3 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文研究内容总结及主要贡献
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Passively spatiotemporal gain-modulation-induced stable pulsing operation of a random fiber laser[J]. JIANGMING XU,JUN YE,WEI LIU,JIAN WU,HANWEI ZHANG,JINYONG LENG,PU ZHOU. Photonics Research. 2017(06)
[2]Temperature-controlled mode selection of Er-doped random fiber laser with disordered Bragg gratings[J]. W.L.Zhang,Y.B.Song,X.P.Zeng,R.Ma,Z.J.Yang,Y.J.Rao. Photonics Research. 2016(03)
博士论文
[1]基于掺铒光纤和光纤拉曼放大机理的光纤激光器实验与理论研究[D]. 秦山.浙江大学 2007
硕士论文
[1]混合增益型随机分布反馈光纤激光器特性研究[D]. 李世委.电子科技大学 2015
本文编号：3207141
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 光纤随机激光器研究背景
1.1.1 随机激光器的发展历程
1.1.2 光纤随机激光器的发展历程
1.1.2.1 填充型光纤随机激光器
1.1.2.2 随机光栅型光纤随机激光器
1.1.2.3 瑞利散射型光纤随机激光器
1.2 连续输出型光纤随机激光器研究进展
1.2.1 高功率/高效率光纤随机激光器研究进展
1.2.2 窄线宽光纤随机激光器研究进展
1.2.3 多阶、宽谱、新波长光纤随机激光器研究进展
1.2.4 基于新光纤的光纤随机激光器研究进展
1.2.5 基于光纤随机激光应用研究进展
1.3 脉冲输出型光纤随机激光器研究进展
1.3.1 基于主动调控的脉冲输出型光纤随机激光器研究进展
1.3.2 基于被动调控的脉冲输出型光纤随机激光器研究进展
1.4 少模、多模光纤随机激光器研究进展
1.5 论文研究意义及结构安排
第二章 光纤随机激光器的理论模型
2.1 光纤随机激光相关物理现象
2.1.1 光纤随机激光反馈机制
2.1.1.1 瑞利散射
2.1.1.2 光纤光栅反射
2.1.2 光纤随机激光增益机制
2.1.2.1 受激拉曼散射增益
2.1.2.2 受激布里渊散射增益
2.1.2.3 有源光纤增益
2.2 基于瑞利散射的光纤随机激光器理论分析模型
2.3 基于光纤光栅的光纤随机激光器理论分析模型
2.4 本章小结
第三章 有源光纤随机激光的模式调控
3.1 光纤随机激光相干和非相干反馈机制
3.2 相干反馈光纤随机激光器的全光模式选择
3.2.1 随机分布光纤布拉格光栅阵列的设计与制备
3.2.2 相干反馈光纤随机激光器结构
3.2.3 相干反馈光纤随机激光器自由运转状态
3.2.4 相干反馈光纤随机激光器全光控制状态
3.3 相干反馈光纤随机激光器的准锁模脉冲实现
3.3.1 准锁模光纤随机激光器装置及核心器件
3.3.2 准锁模光纤随机激光器的工作原理
3.3.3 准锁模光纤随机激光器实验结果
3.3.4 准锁模光纤随机激光器数值分析
3.4 本章小结
第四章 光纤随机激光泵浦的超连续谱生成
4.1 连续光的调制不稳定性效应
4.2 光纤随机激光泵浦的全开放结构超连续谱生成
4.2.1 开放光纤结构中随机激光泵浦超连续谱产生装置
4.2.2 开放光纤结构中随机激光泵浦超连续谱输出特性分析
4.3 基于光纤随机激光泵浦的后向传输低噪声超连续谱生成
4.3.1 光纤随机激光泵浦的后向超连续谱生成装置
4.3.2 光纤随机激光泵浦的后向超连续谱实验结果
4.3.3 光纤随机激光泵浦的后向超连续谱运转机理讨论
4.4 本章小结
第五章 低空间相干性光纤随机激光器及成像应用
5.1 基于多模光纤随机激光的无散斑成像研究
5.1.1 多模光纤随机激光的无散斑成像实验装置
5.1.2 多模光纤随机激光的无散斑成像实验结果
5.2 用于无散斑成像的光纤超连续谱光源退相干过程
5.2.1 光纤超连续谱光源退相干实验装置
5.2.2 光纤超连续谱光源退相干实验结果分析
5.3 高功率低空间相干性光纤随机激光器
5.3.1 高功率低空间相干性光纤随机激光器实验装置
5.3.2 高功率低空间相干性光纤随机激光器实验结果
5.4 本章小结
第六章 多模光纤模式功率分配与散斑形成关系的研究
6.1 多模光纤模式分析仿真模型建立
6.2 仿真结果分析及讨论
6.3 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文研究内容总结及主要贡献
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Passively spatiotemporal gain-modulation-induced stable pulsing operation of a random fiber laser[J]. JIANGMING XU,JUN YE,WEI LIU,JIAN WU,HANWEI ZHANG,JINYONG LENG,PU ZHOU. Photonics Research. 2017(06)
[2]Temperature-controlled mode selection of Er-doped random fiber laser with disordered Bragg gratings[J]. W.L.Zhang,Y.B.Song,X.P.Zeng,R.Ma,Z.J.Yang,Y.J.Rao. Photonics Research. 2016(03)
博士论文
[1]基于掺铒光纤和光纤拉曼放大机理的光纤激光器实验与理论研究[D]. 秦山.浙江大学 2007
硕士论文
[1]混合增益型随机分布反馈光纤激光器特性研究[D]. 李世委.电子科技大学 2015
本文编号：3207141
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