通信系统中光纤激光器及光纤放大器的研究

【摘要】： 光纤通信迅猛发展,一方面,点到点传输系统迅速提高,波分复用(WDM)系统向着超大容量超长距离发展;另一方面WDM不断的与其它扩容技术(OTDM,OCDMA)结合,向光传送联网方向发展。为了满足光通信系统的发展要求,光源技术、光放大技术、网络节点技术及光纤传输技术等飞速发展,各种新型光器件不断涌现。结合当前光通信系统的发展方向及研究热点,论文的研究内容主要包括: 1.主动锁模光纤环形腔激光器的研究 从理论分析、数值模拟和实验等方面,详细地研究了主动锁模光纤环形腔激光器。 首先阐述了主动锁模激光器的基本原理。结合实验条件,忽略非线性效应,数值模拟了主动锁模光纤环形腔激光器的输出脉冲特性。腔内剩余色散、光滤波器带宽和腔内损耗的参数对输出脉冲的脉宽和啁啾有很大影响。 在国内首次采用光纤Bragg光栅作为波长选择元件来代替传统滤波器,实现波长可调谐主动锁模光纤激光器。光纤光栅代替宽带可调谐滤波器不仅可大大减小腔内的损耗,而且可降低整个锁模光纤激光器的制作成本。由于光纤光栅精确的波长选择特性,激光输出具有良好的波长稳定性。 在国内首次利用啁啾光纤光栅引入的大色散,通过调谐调制频率,实现波长可调谐主动锁模光纤激光器。与使用DCF相比,大大缩短了腔长,有效减小环境的影响,使激光器更加稳定。 首次利用有理数谐波锁模技术,用两只光纤光栅作波长选择器件,得到不同频率双波长主动锁模光纤激光器。在同一个环形腔内,一个波长工作在谐波锁模状态,另一个波长工作在有理数谐波锁模状态,因此一个波长的光脉冲信号的重复频率可以是另一个波长信号的2或3倍。 在国内首次详细研究了用半导体LD作调制器的主动锁模光纤激光器。充分利用F-P LD的特性,集调制和滤波特性于一体,大大减小环形腔内的损耗,使得在较低的增益下仍可得到稳定的锁模脉冲。 首次利用F-P LD的多模特性,通过调整环形腔内的偏振控制器,实现激光