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《长春理工大学》 2018年
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1.7μm光纤宽带光源及其在光学相干层析成像系统中的应用

都权力  
【摘要】:1.7μm波段光源在生物医疗、红外光源产生等方面有着巨大应用前景。近些年来,1.7μm波段光源增益谱研究是国际研究的热点,而国内研究处于起步阶段,1.7μm波段高性能光源及相关应用还有待于进一步研究和发展。文中利用掺铥光纤和光纤非线性效应的方法来研究1.7μm波段宽带光源。首先研究1.7μm波段宽带增益谱的相关理论、产生及优化方法。实验研究了掺铥光纤和光纤非线性效应所产生的增益谱,通过优化得到所需的宽带光源。最后搭建了时域光学相干层析成像系统(TDOCT),初步得到成像结果,为验证1.7μm宽带光源在光学相干层析成像方面的优势打下基础。主要研究内容概括为以下几点:1.分析和总结了1.7μm波段宽带光源的产生方法和相关理论。其中包括Tm~(3+)离子的能级结构和光谱特性、同时研究了色散补偿光纤、光子晶体光纤的长波段吸收特性。另外分析受激布里渊散射、受激拉曼散射、调制不稳定效应的理论,从非线性效应原理上分析产生1.7μm波段宽带光源的方法。2.根据理论分析结果搭建了以掺铥光纤和色散补偿光纤为增益介质的1.7μm增益谱实验系统。实验中由1565nm激光光源泵浦的掺铥光纤产生了1750-2200nm范围的光谱,并通过后接入不同长度的色散位移光纤,研究增益谱变化规律。经过优化泵浦功率、掺铥光纤和色散位移光纤的长度,得到了中心波长1744nm,峰值功率-44dBm,5dB谱宽87nm的宽带光源。3.研究了ASE光源和多模连续光源在光纤不同色散区域产生非线性效应的规律。并根据规律搭建了ASE光源和多模连续光为泵浦,色散位移和高非线性光纤为介质的实验系统。实验中首先采用1.55μm波段过滤的ASE光源泵浦色散位移高非线性光纤,研究了不同色散区域的增益谱。进而采用掺铒光纤吸收多余泵浦光来修正增益谱,从而得到中心波长为1674nm,峰值功率-27dBm,10dB谱宽,100nm的宽带光源。其次在前述实验的基础上,进一步采用多模连续光泵浦色散位移高非线性光纤,通过优化光纤长度和泵浦功率,得到峰值波长为1668nm、峰值功率-24dBm,10dB谱宽约为25nm宽带光源。4.基于光纤器件搭建了时域光学相干层析成像系统,调试优化系统参数并实现系统对平面镜的层析成像,为验证1.7μm宽带光源在光学相干层析成像方面的优势打下基础。
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN253

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【参考文献】
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