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《哈尔滨工业大学》 2010年
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多波长掺铒光纤激光器及宽带光源的理论和实验研究

田佳峻  
【摘要】:因为在光纤通信、光纤传感、光学检测、微波光子学及光谱分析等领域具有广泛的应用前景,多波长掺铒光纤激光器成为近年来研究的热点。然而,在室温条件下掺铒光纤具有均匀展宽特性,会引起强烈的模式竞争,无法得到稳定的多波长激射。为了克服这一技术壁垒,各国的科学家先后提出了多种抑制模式竞争的方法。强度相关损耗效应是近几年来提出的一种获得室温稳定多波长掺铒光纤激光器的有效手段。 这项技术通过在谐振腔内插入或构造具有强度相关损耗输出特性的光学元件或结构来抑制模式竞争,比如能量非对称型的非线性光纤环镜(基于自相位调制效应)或偏振控制器-单模光纤-偏振控制器-光纤起偏器的结构(基于非线性偏振旋转效应)。此类激光器具有输出波长数目及信号频谱位置可调谐、输出波长数目多、功率平坦性及稳定性强等优点,因而引起了研究者广泛的关注。然而目前对此类激光器的研究主要集中在实验方面,对波长数目及频谱可调谐的原因及物理过程还没有形成统一的认识,更没有研究此类激光器理论模型。为了弥补这一领域的空白,本文采用理论结合实验的方法对此类激光器进行了研究,具体研究内容如下: 首先本文提出了一种新型的基于强度相关损耗特性的多波长掺铒光纤激光器。系统采用能量对称型的非线性光纤环镜(基于非线性偏振旋转效应)作为幅度均衡器抑制模式竞争。分析了此类非线性光纤环镜应用于多波长激光器中时谐振腔内需要满足的光场偏振态及偏振演化条件。系统获得了3 dB带宽内的13条波长的稳定输出,半小时内单波输出功率波动小于0.6 dB。通过调整非线性光纤环镜的的工作状态,可实现多波长系统的输出波长数目及频谱的可调谐操作。 其次本文在实验的基础上建立了基于能量对称型非线性光纤环镜的多波长掺铒光纤激光器的理论模型。在此理论模型的基础上分析了能量对称型的非线性光纤环镜的强度相关损耗特性的输出特点,研究了强度相关损耗中的均匀损耗和非均匀损耗对多波长系统的作用及影响。研究了多波长输出数目及信号频谱可调谐的原因及物理过程。分析了非线性光纤环镜的工作状态(包括入射偏振态、? 4波片的转动角度、单模光纤长度)、内腔损耗、泵浦功率等因素对多波长输出特性的影响,并对系统输出特性的优化进行了研究。 再次,本文在实验和理论研究的基础上,提出了一种利用泵浦功率精细控制输出波长数目的多波长波长可调谐光纤激光器。通过调整不同泵浦功率的能够精细的控制谐振腔内的强度相关损耗的大小,实现在固定光谱区域内波长数目的控制,当泵浦功率从53 mW增加到410 mW时,得到了波长数目从1~7的连续变化。理论分析表明,是激光器谐振腔内的强度相关损耗特性导致这一现象。此外,根据非线性光纤环镜的工作特性,本文提出了一种基于强度相关透射的线性腔多波长掺铒光纤激光器。利用能量对称的非线性光纤环镜的强度相关透射特性在线性腔中引入了强度相关的输出损耗。这一特性可有效的抑制模式竞争。实现了3 dB带宽内的16条波长的稳定输出,单波一个小时内的功率波动小于0.7 dB。输出的波长数目和输出功率都可以通过非线性光纤环镜的工作状态进行调节。 最后本文提出了一种新型的宽带平坦自发辐射光源。系统采用能量对称型的非线性光纤环镜作为幅度均衡器,利用其强度相关的动态损耗特性对掺铒光纤中的自发辐射谱进行平坦滤波。研究了在掺铒光纤不同增益条件下(不同泵浦功率、不同的掺铒光纤长度)该技术的光谱平坦展宽效果。在泵浦功率100 mW,铒纤长度为15 m的条件下,采用单极泵浦结构利用此技术获得了3 dB带宽超过50 nm光谱范围的宽带光谱输出。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN248

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 方亚婷;线性腔结构多波长掺铒光纤激光器的理论和实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
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1 赵东晖,刘云启,董孝义,袁树忠;利用冷却法得到多波长输出的光纤环形激光器[J];光学学报;2000年02期
2 孙国勇,瞿荣辉,杨敬,王向朝,方祖捷;室温下稳定的多波长掺铒光纤激光器的研究[J];光学学报;2005年06期
3 汪平河;廖弦;饶云江;;一种新型自激发布里渊掺铒光纤激光器[J];光学学报;2007年12期
4 张祖兴;桑明煌;叶志清;况庆强;聂义友;;基于非线性偏振旋转效应的多波长光纤激光器[J];光学学报;2008年04期
5 李家方,冯鸣,李乙钢,陈胜平,闫培光,吕可诚;48-波长线形腔多波长掺铒光纤激光器[J];光子学报;2005年04期
6 孙军强,丘军林,黄德修;应用偏振非均匀性实现多波长振荡的掺铒光纤激光器[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
7 孙军强,刘德明,黄德修,丘军林;窄线宽多波长掺铒光纤激光器[J];中国激光;2000年09期
8 冯新焕,孙磊,刘艳格,熊凌云,袁树忠,开桂云,董孝义;基于保偏光纤光栅的双波长掺铒光纤激光器[J];中国激光;2005年02期
9 刘艳格;冯新焕;董孝义;;室温稳定多波长光纤激光器技术的研究新进展[J];中国激光;2007年07期
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1 徐小川;基于四波混频的多波长掺铒光纤激光器的理论模型[D];哈尔滨工业大学;2008年
【共引文献】
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1 王峰;洪津;杨伟峰;乔延利;;复合线阵推扫偏振成像技术研究及方案设计[J];半导体光电;2006年04期
2 王江平;苏洋;李玉权;;Faraday效应的磁场传感器光偏振态的演化[J];北京邮电大学学报;2007年05期
3 甘桂蓉;罗开基;;界面处反射电磁波与入射电磁波的相位关系[J];江西师范大学学报(自然科学版);2006年06期
4 岳春敏;韩福利;李志宏;顾国璋;杨进华;;基于面反射偏振解析的物体表面形状测定[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年04期
5 顾国璋;岳春敏;李志宏;杨进华;;透明物体三维重现技术研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年01期
6 武因峰;杨进华;于昕平;;基于红外偏振的入射角确定[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年01期
7 张红霞;唐锋;井文才;刘琨;贾大功;张以谟;;偏振耦合测试在分布式应力传感中的理论分析[J];传感技术学报;2007年01期
8 林森;杜林;王士彬;杨勇;;基于法拉第磁光效应的光学电流传感器电气特性研究[J];传感技术学报;2010年04期
9 李建中;李泽仁;邓向阳;王荣波;田建华;;光学电流传感头的非理想性和组装工艺分析[J];传感器与微系统;2009年09期
10 俞志根;;旋光效应在微位移测量中的实验研究[J];传感器与微系统;2011年08期
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1 孙兵;陈达如;;波长间隔可调谐多波长光纤光学参量振荡器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 吕鑫;蒋卓勤;李迎春;;偏振态的高速实时测量方法的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 缪凯;刘波;林炜;郭澎;王炜男;;光纤干涉仪消光比特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 陈伟力;王霞;金伟其;;基于偏振双向分布反射函数的红外偏振特性分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 孙萍;尤秉信;;光学双稳与混沌实验[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
6 鲍丙豪;张金卫;肖颖;赵洪利;;Bi_4Ge_3O_(12)晶体光纤磁场传感器的研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
7 周木春;陈延如;赵琦;袁兴起;王昀;;激光制导中偏振态动态检测技术研究[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
8 程敏熙;何振江;黄佐华;;偏振光斯托克斯参量的测量和应用[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(B 光学系统设计与制造技术专题)[C];2006年
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7 黄翀;航空场景模拟器的设计与研究[D];华中科技大学;2011年
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2 韩书新;光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王刚;光纤电流传感器性能分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 阳光辉;多普勒全光纤速度传感器的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 史鹏;偏振光子的大气传输及光子与腔—量子点的相互作用[D];中国海洋大学;2010年
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8 魏祥淦;基于FPGA的高速扰偏器设计[D];北京交通大学;2011年
9 兰宝林;基于电光晶体的光纤偏振态控制系统[D];浙江大学;2011年
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【同被引文献】
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1 熊凌云,开桂云,孙磊,冯新焕,肖纯贤,刘艳格,袁树忠,董孝义;Dual wavelength erbium-doped fiber laser with a lateral pressure-tuned Hi-Bi fiber Bragg grating[J];Chinese Optics Letters;2004年12期
2 宋牟平,赵斌,章献民;Optical coherent detection Brillouin distributed optical fiber sensor based on orthogonal polarization diversity reception[J];Chinese Optics Letters;2005年05期
3 王燕,王青,张巍,刘小明,彭江得;Multiwavelength Raman fiber ring laser with the spectrum profile broadened by parametric four wave mixing in highly nonlinear dispersion-shifted fibers[J];Chinese Optics Letters;2005年08期
4 高莹;陈达如;高士明;;Stable multi-wavelength erbium-doped fiber laser based on dispersion-shifted fiber and Sagnac loop filter[J];Chinese Optics Letters;2007年09期
5 赵东晖,刘云启,董孝义,袁树忠;利用冷却法得到多波长输出的光纤环形激光器[J];光学学报;2000年02期
6 孙国勇,瞿荣辉,杨敬,王向朝,方祖捷;室温下稳定的多波长掺铒光纤激光器的研究[J];光学学报;2005年06期
7 汪平河;廖弦;饶云江;;一种新型自激发布里渊掺铒光纤激光器[J];光学学报;2007年12期
8 张祖兴;桑明煌;叶志清;况庆强;聂义友;;基于非线性偏振旋转效应的多波长光纤激光器[J];光学学报;2008年04期
9 李家方,冯鸣,李乙钢,陈胜平,闫培光,吕可诚;48-波长线形腔多波长掺铒光纤激光器[J];光子学报;2005年04期
10 孙军强,丘军林,黄德修;Multiwavelength erbium-doped fiber laser exploiting intracavity polarization inhomogeneity[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2000年02期
【二级参考文献】
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1 杨石泉,丁镭,袁树忠,李朝晖,马宁,董孝义;几种新型多波长光纤激光器[J];光通信技术;2002年01期
2 高莹;陈达如;高士明;;Stable multi-wavelength erbium-doped fiber laser based on dispersion-shifted fiber and Sagnac loop filter[J];Chinese Optics Letters;2007年09期
3 赵东晖,刘云启,董孝义,袁树忠;利用冷却法得到多波长输出的光纤环形激光器[J];光学学报;2000年02期
4 胡松,尉仕康,詹黎,宋跃江,夏宇兴;15波长输出的布里渊掺铒光纤激光器[J];光学学报;2005年02期
5 孙国勇,瞿荣辉,杨敬,王向朝,方祖捷;室温下稳定的多波长掺铒光纤激光器的研究[J];光学学报;2005年06期
6 汪平河;廖弦;饶云江;;一种新型自激发布里渊掺铒光纤激光器[J];光学学报;2007年12期
7 李尧,冯新焕,孙磊,孙婷婷,刘艳格,袁树忠,开桂云,董孝义;用偏振烧孔实现的室温双波长光纤激光器[J];光子学报;2005年02期
8 李家方,冯鸣,李乙钢,陈胜平,闫培光,吕可诚;48-波长线形腔多波长掺铒光纤激光器[J];光子学报;2005年04期
9 赵东晖,杨秀峰,葛春风,吕可诚,刘志国,董孝义,郑建成;一种多波长窄线宽环形掺铒光纤激光器[J];光子学报;1998年05期
10 孙军强,丘军林,黄德修;应用偏振非均匀性实现多波长振荡的掺铒光纤激光器[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
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2 况庆强;陈艳辉;燕安;张祖兴;聂义友;桑明煌;詹黎;;基于光纤中四波混频效应波长转换的实验研究[J];激光杂志;2009年03期
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4 颜森林,伍仕宝,孙小菡,张明德;泵浦起伏对掺铒光纤激光器稳定性的影响[J];应用科学学报;2001年02期
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8 况庆强;桑明煌;聂义友;张祖兴;;被动锁模掺铒光纤激光器中的有理数谐波锁模[J];光学精密工程;2009年11期
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1 俞琳;刘铁根;刘琨;江俊峰;梁霄;张以谟;;基于掺铒光纤激光器的红外气体传感器研究[A];科学仪器服务民生学术大会论文集[C];2011年
2 陶魁园;刘艳格;王辛;王志;楼嘉昌;;被动锁模掺铒光纤激光器多孤子现象的实验研究[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年
3 严明;罗售余;詹黎;张智明;夏宇兴;;利用级联长周期光纤光栅实现的三波长可开关掺铒光纤激光器[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 洪蕾;苏觉;杨利;钱景仁;;具有非互易器件的双向单纵模圆偏振掺铒光纤激光器[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
5 吴国锋;伍浩成;阳华;邱仁和;;可调谐掺铒光纤激光器的几种构成方式及特点[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
6 徐佳;蔡岳;刘江;王璞;;基于SESAM锁模和石墨烯锁模的飞秒脉冲掺铒光纤激光器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
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8 田萌;洪宝玉;刘迎;;声光可调谐掺饵光纤激光器的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
9 徐玲玲;金龙;袁树忠;开桂云;;基于莫尔光栅和光子晶体光纤的稳定可调谐的双波长光纤激光器[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
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1 北京华环电子股份有限公司IT服务事业部技术总监 张向;EPON错过最佳发展时机[N];通信产业报;2007年
2 上海贝尔传输网络事业部 刘西钉;带来传送网革命的智能光网络[N];通信产业报;2001年
3 刘西钉;智能交换光网络带来传送网革命[N];人民邮电;2001年
4 方光祥;Metro DWDM在城域网中的应用[N];人民邮电;2002年
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9 ;下一代光接入演进道路曲折[N];人民邮电;2011年
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1 田佳峻;多波长掺铒光纤激光器及宽带光源的理论和实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 范文华;基于掺铒光纤激光器的混沌保密通信方法研究[D];吉林大学;2007年
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5 苏觉;激光型光纤传感器在电流测量和光纤激光陀螺中的应用[D];中国科学技术大学;2009年
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8 董新永;光纤光栅调谐技术、应用及宽带可调谐掺铒光纤激光器研究[D];南开大学;2002年
9 苏宇;智能光纤光电子关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
10 王飞;半导体光放大器在光网络若干关键功能中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
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1 方亚婷;线性腔结构多波长掺铒光纤激光器的理论和实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 曹素霞;掺铒光纤激光器在乙炔气体检测中的应用[D];燕山大学;2010年
3 邝敏敏;双环掺铒光纤激光器混沌控制研究[D];燕山大学;2010年
4 贾莉;双环掺铒光纤激光器混沌控制与混沌电路[D];燕山大学;2012年
5 张丽;基于非线性光纤环形镜的8字形掺铒光纤激光器混沌的产生[D];太原理工大学;2012年
6 王昊丰;基于掺铒光纤激光器的混沌同步仿真实验研究[D];吉林大学;2010年
7 张西芬;多波长布里渊—掺铒光纤激光器的实验研究[D];安徽大学;2011年
8 戴国星;基于布里渊效应的多波长掺铒光纤激光器研究[D];江西师范大学;2011年
9 张飞;掺铒光纤激光器强度噪声的研究[D];安徽大学;2011年
10 陈默;单模布里渊掺铒光纤激光器及其应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
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