基于全光纖濾波技術的單頻光纖激光器研究.pdf

1、單頻光纖激光器近幾年在光纖通信、光纖傳感、光譜分析、軍事探測、生物醫(yī)學等領域具有廣泛的應用。單頻光纖激光器具有線寬窄、波長可調諧、噪聲低、結構緊湊等優(yōu)勢，但是在線寬壓縮、拓展應用波段、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、波長靈活可調諧等方面仍需要突破。目前，針對實現(xiàn)不同波段的單頻光纖激光輸出已經(jīng)成為國內外光纖激光器領域研究的熱點。本文針對實現(xiàn)波長可調諧單頻激光輸出進行研究，特別是針對1.5μm與2μm波段開展研究工作，提出采用自反饋光注入結構結合飽和吸收體

2、抑制波長漂移的方法;優(yōu)化設計諧振腔結構，提出采用光纖環(huán)形濾波結構實現(xiàn)消除多余縱模的方法，獲得了穩(wěn)定的波長可調諧單頻激光輸出;對保偏光纖環(huán)形濾波器進行研究，設計并實現(xiàn)了高穩(wěn)定性且波長可調諧的窄線寬光纖激光器;提出采用基于細芯光纖的光纖模間干涉濾波結構抑制模式跳變的方法，設計并實現(xiàn)了環(huán)形腔結構的雙波長可調諧窄線寬光纖激光器，有效提高了輸出激光的穩(wěn)定性，并研制了基于線形腔結構的雙波長可調諧激光器，實現(xiàn)了穩(wěn)定的單頻激光輸出，采用延遲自外差法對激

3、光運轉的頻譜特性和激光線寬進行了測試;提出采用級聯(lián)Sagnac光纖環(huán)結構實現(xiàn)波長調諧的線形腔結構摻銩光纖激光器的方法，獲得了穩(wěn)定的單波長和可調諧多波長窄線寬激光輸出。本文的主要研究內容包括:
　　(1)針對摻鉺光纖發(fā)光特性進行研究，設計并完成了基于單泵浦源結構的C+L波段摻鉺光纖寬帶光源，通過理論分析與實驗優(yōu)化，實現(xiàn)了高平坦度ASE光輸出，在1540-1610nm范圍內光譜平坦度為±0.91dB，在1520-1610nm范圍內光譜

4、平坦度為±1.65dB。
　　(2)針對光纖激光器模式跳變和波長漂移的問題，提出了采用飽和吸收體和自反饋光注入結構提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，設計并實現(xiàn)了波長可調諧的高穩(wěn)定性的窄線寬光纖激光器，通過對輸出激光波長漂移進行測試，驗證了設計結構的有效性。
　　(3)針對實現(xiàn)穩(wěn)定單頻窄線寬光纖激光輸出的問題，提出采用有源光纖環(huán)形濾波結構提高單頻激光器穩(wěn)定性的方法?；诰€形腔自反饋光注入結構，設計并實現(xiàn)了高穩(wěn)定性的雙波長可調諧的單頻激光器

5、，并采用延遲自外差法對激光線寬和運轉狀態(tài)進行了測試，激光3dB線寬分別為2.8kHz和2.5kHz。
　　(4)針對實現(xiàn)多波長窄線寬激光輸出的問題，提出采用保偏光纖環(huán)形濾波器結合保偏光纖光柵實現(xiàn)多波長可調諧激光輸出的方法。設計并實現(xiàn)了具有高穩(wěn)定性的窄線寬多波長光纖激光器，并對輸出激光的波長漂移與功率波動進行了測試;采用Sagnac環(huán)作為反射端，搭建了線形腔結構的多波長摻鉺光纖激光器，并測試了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　(5)針對實現(xiàn)

6、高穩(wěn)定性波長可調諧單頻光纖激光輸出的問題，提出采用光纖模間干涉濾波技術提高激光器穩(wěn)定性的方法。設計并實現(xiàn)了基于單模光纖與細芯光纖結合的馬赫-曾德干涉濾波結構;在環(huán)形腔結構的激光器中應用該結構提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;設計并實現(xiàn)了基于該濾波方法的線形腔結構光纖激光器，有效提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了穩(wěn)定的單頻激光輸出，并對激光線寬進行了測量，激光3dB線寬分別為3.4kHz和3kHz。
　　(6)針對實現(xiàn)2μm波段多波長窄線寬激光輸出的問題