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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 窄線寬可調(diào)諧環(huán)形腔摻餌光纖激光器的設(shè)計(jì)與研制
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 本文設(shè)計(jì)了一種基于可飽和吸收體、雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的窄線寬可調(diào)諧光纖激光器，運(yùn)用帶寬可調(diào)濾波器作為可調(diào)諧器件，利用由摻鉺光纖作為可飽和吸收體組成的次級環(huán)形腔實(shí)現(xiàn)激光器的窄線寬輸出和穩(wěn)定性的提高，研制成功了窄線寬可調(diào)諧輸出穩(wěn)定的光纖激光器。光纖激光器將廣泛應(yīng)用于光通信、光傳感、醫(yī)學(xué)及全色顯示等方面，這種窄線寬可調(diào)諧環(huán)形腔摻鉺光纖激光器因其線寬窄，單、多波均可調(diào)諧、輸出穩(wěn)定而具有很好的應(yīng)用前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品的項(xiàng)目類別為自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文。論文研究了一種基于可飽和吸收體、雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的窄線寬可調(diào)諧摻鉺光纖激光器，運(yùn)用帶寬、波長同時(shí)可調(diào)的濾波器(BVF)作為可調(diào)諧器件，利用由摻鉺光纖作為可飽和吸收體組成的次級環(huán)形腔，實(shí)現(xiàn)激光器的窄線寬輸出和穩(wěn)定性的提高。當(dāng)濾波器的帶寬較窄時(shí)，實(shí)現(xiàn)了波長調(diào)諧范圍為31 nm（1524nm～1555nm），邊模抑制比為34.7dB，3-dB線寬為0.032 nm的穩(wěn)定、單波長可調(diào)諧激光輸出。含有摻鉺光纖作為可飽和吸收體組成的次級環(huán)形腔的引入，使輸出激光的3-dB線寬由0.042 nm壓窄到0.032 nm。實(shí)驗(yàn)同時(shí)研究了濾波器帶寬對輸出激光的影響。研究發(fā)現(xiàn)，濾波器的帶寬直接影響著激光器的輸出模式。當(dāng)濾波器的帶寬較寬時(shí)，通過調(diào)整偏振控制器的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了多波長可調(diào)諧激光輸出。 光纖激光器作為半導(dǎo)體激光器有力的競爭對手，將廣泛應(yīng)用于光通信、光傳感、軍事、材料加工、醫(yī)學(xué)、激光印刷及全色顯示等方面，這種窄線寬可調(diào)諧環(huán)形腔摻鉺光纖激光器因其線寬窄、單波長和多波長均可調(diào)諧、輸出穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)而具有很好的應(yīng)用前景。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：研制窄線寬、單波長和多波長均可調(diào)、輸出穩(wěn)定的光纖激光器。 基本思路：運(yùn)用帶寬可調(diào)濾波器(BVF)作為可調(diào)諧器件設(shè)計(jì)一種環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的摻鉺光纖激光器。研究濾波器帶寬對輸出激光模式的影響。通過一個(gè)3dB的輸出耦合器連入一個(gè)次級環(huán)形腔，這個(gè)次級環(huán)形腔含有一段經(jīng)過微弱抽運(yùn)的摻鉺光纖作為可飽和吸收體。研究可飽和吸收體對輸出激光線寬和穩(wěn)定性的影響，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、窄線寬、單多波均可調(diào)的激光輸出。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1通過調(diào)整帶寬、波長同時(shí)可調(diào)的濾波器的帶寬，在同一激光諧振腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)單波長和多波長的可調(diào)諧輸出； 2利用次級環(huán)連接一段經(jīng)過微弱抽運(yùn)的摻鉺光纖組成的可飽和吸收體，實(shí)現(xiàn)激光器的窄線寬輸出和穩(wěn)定性的提高。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 無論是光的波分復(fù)用還是光的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng),光源技術(shù)都是核心技術(shù)之一?？烧{(diào)諧光纖激光器因其發(fā)射的激光波長能在一定的波長范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，而具有可用一個(gè)光源代替幾個(gè)激光光源的優(yōu)點(diǎn)，因而使其在光通信、軍事、材料加工、醫(yī)學(xué)、激光印刷及全色顯示等方面具有廣泛的應(yīng)用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文研究了一種基于可飽和吸收體、雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的窄線寬可調(diào)諧摻鉺光纖激光器，運(yùn)用帶寬、波長同時(shí)可調(diào)的濾波器(BVF)作為可調(diào)諧器件，利用由摻鉺光纖作為可飽和吸收體組成的次級環(huán)形腔，實(shí)現(xiàn)激光器的窄線寬輸出和穩(wěn)定性的提高。當(dāng)濾波器的帶寬較窄時(shí)，實(shí)現(xiàn)了波長調(diào)諧范圍為31 nm（1524nm～1555nm），邊模抑制比為34.7dB，3-dB線寬為0.032 nm的穩(wěn)定、單波長可調(diào)諧激光輸出。含有摻鉺光纖作為可飽和吸收體組成的次級環(huán)形腔的引入，使輸出激光的3-dB線寬由0.042 nm壓窄到0.032 nm。實(shí)驗(yàn)同時(shí)研究了濾波器帶寬對輸出激光的影響。研究發(fā)現(xiàn)，濾波器的帶寬直接影響著激光器的輸出模式。當(dāng)濾波器的帶寬較寬時(shí)，通過調(diào)整偏振控制器的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了多波長可調(diào)諧激光輸出。
獲獎情況
- 由于時(shí)間問題，本論文尚未發(fā)表，預(yù)投稿到國內(nèi)EI收錄期刊《光子學(xué)報(bào)》上。
鑒定結(jié)果
- 尚未鑒定。
參考文獻(xiàn)
- [1] Jian Liu, Jianping Yao, Jian Yaoet al..Single-longitudinal-mode multiwavelength fiber ring laser[J].IEEE Photon. Technol.Lett. 2004, 16(4): 1020～1022。 [2]張艷,陳偉,任民等。穩(wěn)定可調(diào)諧的單縱模多環(huán)形腔摻鉺光纖激光器[J]. 光學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28（3）507～511。 [3]周炳琨,高以智,陳倜嶸等.激光原理[M].北京:國防工業(yè)出版社。 [4] Jing Yang, Ronghui Qu, Guoyong Sunet al..Suppression of mode competition in fiber lasers by using a saturable absorber anda fiber ring[J].Chin. Opt. Lett.,2006,4(7): 410～412。
同類課題研究水平概述
- 隨著信息社會人們對信息數(shù)量和質(zhì)量需求的不斷提高,使得采用DWDM技術(shù)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)需要更多的信道.信道數(shù)目的增多,使得DWDM的光源的工作波長范圍也必須相應(yīng)的增寬,作為DWDM技術(shù)光源的可調(diào)諧激光器的研究也就引起了人們的濃厚興趣?？烧{(diào)諧摻鉺光纖激光器由于激光閾值低、泵浦效率和內(nèi)量子效率高、可調(diào)參數(shù)多、調(diào)諧范圍寬等特點(diǎn),在波分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用光纖通信網(wǎng)絡(luò)、光纖傳感系統(tǒng)和現(xiàn)代光譜技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。 目前對可調(diào)諧光纖激光器的研究方向和重點(diǎn)是可調(diào)諧范圍的擴(kuò)展、壓窄激光譜寬、擴(kuò)展新的激光波段等幾個(gè)方面。 光纖傳感、激光指示和激光雷達(dá)等許多實(shí)際應(yīng)用需要輸出穩(wěn)定且連續(xù)可調(diào)的窄線寬激光光源。為了獲取摻鉺光纖激光器的較大輸出功率,其腔長一般都達(dá)到十幾到幾十米,而縱模間隔與腔長成反比,因而會導(dǎo)致縱模間隔很窄,在鉺離子的增益范圍內(nèi)縱模數(shù)很多，容易形成模式跳變,不利于單縱模的輸出(也不利于激光器線寬的壓窄)。同時(shí)由于光學(xué)濾波器的帶寬比激光器的縱模間隔大幾個(gè)數(shù)量級,導(dǎo)致腔內(nèi)符合縱模條件的縱模很多,即使只有單縱模形成振蕩,其他相鄰縱模也能在腔內(nèi)循環(huán),形成放大的自發(fā)輻射光,會形成較強(qiáng)的拍頻噪聲。 近年來,國內(nèi)外對窄線寬、可調(diào)諧的光纖激光器做了大量的研究，張治國等提出采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)合兩個(gè)法布里珀羅可調(diào)濾波器共同進(jìn)行選模的摻鉺光纖激光器 ,此方案結(jié)構(gòu)簡單 ,功率輸出穩(wěn)定 ,但實(shí)際操作中因法布里珀羅濾波器濾出波長與外加電壓不能很好地對應(yīng) ,故要使兩濾波器調(diào)至相近或相同波長并保證波長不漂移有一定難度。geoi等提出結(jié)合窄線寬光纖布拉格光柵與若干馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)模式濾波器的方法來獲得單縱模輸出,此方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜且要精確調(diào)節(jié)每個(gè)馬赫-曾德爾濾波器的兩臂長差,還有可能引入過多的損耗。劉健等利用一段未抽運(yùn)的摻鉺光纖作為可飽和吸收體,其形成的瞬態(tài)自寫入光纖光柵具有窄帶濾波特性,可保證獲得穩(wěn)定的單縱模輸出。張艷等提出了一種利用光纖法布里-珀羅可調(diào)濾波器以及光學(xué)光柵濾波器(OGF)兩種濾波器和多環(huán)形腔(MRC)結(jié)構(gòu)相結(jié)合來共同選模的摻鉺光纖激光器。這種結(jié)構(gòu)的激光器可以輸出性能很好的單縱模激光。 總之，各國都十分重視光通信技術(shù)的發(fā)展，不斷發(fā)明新的方法來改善光纖激光器各項(xiàng)性能，光纖激光器正朝著多功能、實(shí)用、簡便的方向發(fā)展。
