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《南京师范大学》 2008年
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基于光纤耦合的激光自混合干涉效应

周俊萍  
【摘要】: 激光自混合干涉同时也被称为激光反馈效应或注入调制效应,是指激光器输出的光被外部物体反射或散射后,其中一部分光又反馈回激光器的谐振腔内,反馈光携带了外部物体的信息,与激光腔内的光相混合后,调制激光器的输出功率以及输出频率。由于输出的光信号与传统的双光束干涉有着相似之处,所以被称之为激光自混合干涉效应。 传统的激光器自混合干涉系统光源多采用激光二极管、垂直表面发射激光器、Nd:YAG激光器、CO_2激光等做传感光源,这些激光器均为法布里-珀罗腔(F-P)结构。迄今为止,对于在光纤网络中广泛使用的分布反馈(DFB)激光器及光纤激光器的自混合效应的研究,国内外还几乎是空白。本文致力于光纤耦合的自混合干涉效应研究,为实现基于光反馈的激光有源传感网络技术提供理论基础和实验技术。 本文首先运用耦合波方程对DFB激光器的自混合干涉理论进行了推导,得到在有外光反馈的条件下,λ/4相移折射率耦合型DFB激光器、增益耦合型DFB激光器以及分布Bragg反射镜激光器的自混合干涉振荡频率及增益变化的相关表达式。从模拟仿真中可以得到,其自混合干涉信号均类似于F-P激光器的自混合干涉信号,即当外部反馈较小的时候,自混合干涉信号为一类正弦波,当外部反馈较大时,自混合干涉信号为一类锯齿波,信号一个条纹的改变对应目标耙半个波长的位移,并得到实验验证。结合光纤传输特性,对DFB激光器的多重外腔反馈以及光纤传输的影响进行了分析,并进行了长距离测反射率的定性实验观测。 另外,分别对线形腔掺铒光纤激光器以及环形腔掺铒光纤激光器的光反馈进行了分析,并分别提出了腔内以及腔外两种基于光反馈的模型。根据光纤激光器的超越方程推导得出分别在激光器腔内光反馈和腔外光反馈的条件下系统输出变化,在数值模拟中将两者进行了比较。实验观测对两种模型进行了信号比较,同时改变实验条件,对不同参数的影响进行了讨论。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【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 周秀珍;光纤激光器的双波长干涉及动态解调技术[D];南京师范大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张勇,姚建铨,王鹏,禹延光;LD泵浦单模绿光激光器自混合干涉效应的研究[J];光电子·激光;2003年07期
2 张德辉,禹延光,叶会英;自混合干涉型振动仪应用于PZT特性的测量[J];光电子·激光;2005年06期
3 禹延光,程明,强锡富;多重光反馈的激光自混合干涉[J];光学学报;2001年09期
4 禹延光,叶会英,姚建铨;激光自混合干涉位移测量系统的稳态解[J];光学学报;2003年01期
5 杨新建,朱钧,刘刚,张书练;激光自混合显微系统的设计及实验研究[J];光学学报;2004年03期
6 陆敏,王鸣,郝辉,宦海;半导体激光器内自混合散斑干涉[J];光学学报;2004年09期
7 陆敏,王鸣,郝辉;半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度[J];光学学报;2005年02期
8 郭冬梅;谈苏庆;王鸣;;正弦相位调制自混合干涉微位移测量精度分析[J];光学学报;2006年06期
9 禹延光;郭常盈;叶会英;;基于适度光反馈自混合干涉技术的振动测量[J];光学学报;2007年08期
10 马军山,杨永才,强锡富;线性调频半导体激光器自混频干涉理论模型(英文)[J];光子学报;2002年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高继森;;半导体激光器反馈系统非线性仿真研究[J];半导体光电;2011年04期
2 禹延光,叶会英,姚建铨;多模激光自混合干涉实验与理论分析[J];光电子·激光;2002年11期
3 陈纯;齐攀;钟金钢;;基于激光自混合干涉能判别转向的角度测量方法[J];光电子.激光;2011年03期
4 吕亮;张可;戴绩俊;朱军;甄胜来;俞本立;徐军;谢建平;赵天鹏;明海;;面发射半导体激光器自混合振动测量实验研究[J];光电子.激光;2011年04期
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6 郭常盈;禹延光;;基于光反馈自混合干涉效应波形转折点的智能识别[J];光学与光电技术;2008年04期
7 陆敏,王鸣,郝辉;半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度[J];光学学报;2005年02期
8 郭冬梅;谈苏庆;王鸣;;正弦相位调制自混合干涉微位移测量精度分析[J];光学学报;2006年06期
9 禹延光;郭常盈;叶会英;;基于适度光反馈自混合干涉技术的振动测量[J];光学学报;2007年08期
10 闫海涛;王鸣;;数字散斑相关方法实现鼠标定位原理[J];光学学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 郭冬梅;王鸣;;正弦相位调制半导体激光自混合干涉微位移测量系统[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
2 周俊萍;王鸣;;DFB激光器自混合干涉的理论研究及其实验观测[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
3 何国田;廖昌荣;黄尚廉;宋莉;;一种新型的振动剪切干涉测量技术研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
4 韩道福;王鸣;;DFB激光器的自混合散斑干涉模拟和分析[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 杜振辉;激光多普勒效应在地球物理勘探中的方法和理论研究[D];天津大学;2004年
2 郭冬梅;相位调制型激光自混合干涉测量微纳米技术的研究[D];南京师范大学;2007年
3 李孝峰;垂直腔面发射激光器外光反馈非线性动态特性的研究[D];西南交通大学;2006年
4 陈浩伟;高功率LD侧泵准连续腔内倍频全固体绿光激光器研究[D];西北大学;2008年
5 张玉燕;基于LD自混合干涉的位移及速度测量技术的研究[D];燕山大学;2006年
6 周亚亭;新型分布反馈式半导体激光器及其阵列研究[D];南京大学;2012年
7 施跃春;新型波导光栅技术及在波分复用光子集成中的应用[D];南京大学;2012年
8 郝辉;基于光纤激光器自混合干涉的位移测量技术研究[D];南京师范大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱红伟;光反馈自混合干涉系统反馈水平因子的测量[D];郑州大学;2010年
2 王德锋;适度光反馈机制下希尔伯特变换法测位移[D];郑州大学;2010年
3 王艳花;基于光反馈的线宽展宽因数测量算法的设计[D];郑州大学;2011年
4 姬静毅;激光自混合干涉位移测量系统的设计[D];郑州大学;2011年
5 臧方月;光回馈自混合干涉效应及位移测量系统的模拟行为模型[D];郑州大学;2011年
6 郭雅群;掺铒光纤激光自混合散斑与正交偏振散斑的传感研究[D];南昌大学;2011年
7 陈世佳;环形掺铒光纤激光器的自混合散斑测速研究[D];南昌大学;2011年
8 戴绩俊;基于DBR光纤激光器的自混合效应研究[D];安徽大学;2011年
9 李彬;基于FP-LD的RoF信号产生与倍频技术研究[D];天津大学;2012年
10 郑明月;基于相位展开原理的自混合干涉位移测量技术的研究[D];燕山大学;2012年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙文凤,姚勇;多波长掺铒光纤激光器的研究进展[J];光电子技术与信息;2004年05期
2 董凤娟;杨秀峰;童峥嵘;曹晔;;基于多模光纤偏振烧孔效应的双波长掺铒光纤激光器[J];光电子.激光;2011年06期
3 禹延光,程明,强锡富;多重光反馈的激光自混合干涉[J];光学学报;2001年09期
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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 乔学光;王瑜;傅海威;赵大壮;王炜;张晶;;可调谐法布里-珀罗滤波器的高精度大范围实时定标[J];光学学报;2008年05期
7 田大伟,董波,胡曙阳,何士雅,俞宽新,赵启大;多波长掺铒光纤激光器技术研究[J];激光与光电子学进展;2005年09期
8 饶云江;罗小东;冉曾令;;基于扫描激光器和光放大的100km光纤布拉格光栅传感系统[J];中国激光;2007年05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
10 肖浩;李芳;王永杰;刘丽辉;刘育梁;;高分辨率光纤激光传感系统[J];中国激光;2008年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 禹延光,强锡富,魏振禄,孙晓明;差动型激光自混合干涉式位移测量系统[J];光学学报;1999年09期
2 洪昕,贺顺忠,蒋诚志,陈林才;用激光多普勒效应远距离测量固体散射表面的位移[J];光学学报;2001年01期
3 禹延光,姚建铨,叶会英;含预反馈的激光自混合干涉型位移测量结构[J];光学学报;2002年03期
4 禹延光,叶会英,姚建铨;激光自混合干涉位移测量系统的稳态解[J];光学学报;2003年01期
5 王鸣,聂守平,李达成;两重外腔的自混合干涉及其信号分析[J];光学学报;2003年06期
6 杨新建,朱钧,刘刚,张书练;激光自混合显微系统的设计及实验研究[J];光学学报;2004年03期
7 陆敏,王鸣,郝辉,宦海;半导体激光器内自混合散斑干涉[J];光学学报;2004年09期
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9 孙虹,刘迎,马世宁;纵向运动双散射散斑场的动态特性研究[J];光学学报;1999年02期
10 王鸣,聂守平,李达成;半导体激光器的光学反馈干涉及传感应用[J];中国激光;2002年12期
【相似文献】
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2 杨振国,王允昌,琚定一;分析复合载荷下边界缺口群相互干涉效应的有效方法[J];华东化工学院学报;1990年03期
3 许彧华,许曼华;小角散射中干涉效应的消除法[J];武汉理工大学学报;2002年05期
4 许彧华,许曼华;X小角散射中的干涉效应[J];理化检验(物理分册);2003年06期
5 花巍;李彬;刘学深;;玻色-爱因斯坦凝聚体干涉效应的数值研究(英文)[J];原子与分子物理学报;2009年04期
6 吕亮;黄样;俞本立;;基于激光自混合干涉效应的悬臂梁振动特性[J];中国激光;2012年02期
7 杨振国,王允昌,琚定一;分析复合受载裂纹群相互干涉效应的有效方法[J];华东化工学院学报;1988年06期
8 杨振国,王允昌;任意孔与裂纹群相互干涉效应的分析法[J];华东化工学院学报;1989年04期
9 马克健,刘永信;缠绕数量子数和A-B相干涉效应[J];内蒙古大学学报(自然科学版);1995年06期
10 方棋洪,刘又文;刃型位错和圆弧形刚性线夹杂的干涉效应[J];力学季刊;2004年02期
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1 李皓玉;安瑞国;齐芳娟;;多裂纹弹塑性干涉效应及其工程解[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
2 李皓玉;安瑞国;徐步青;;双裂纹弹塑性干涉效应及其工程估算法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
3 李皓玉;王威强;刘长军;郭建章;;双裂纹弹塑性干涉效应及失效评定图修正方法的研究[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年
4 李利明;洪佩龙;张国权;;分立型混乱光源的Hanbury Brown-Twiss干涉效应[A];第十六届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2014年
5 李皓玉;安瑞国;刘淑红;;双共线裂纹弹塑性J积分的干涉效应[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2004年
6 钱士雄;李郁芬;金耀根;董耕发;方俊鑫;;CARS和CSRS谱中的干涉效应[A];第二届全国光散射学术会议论文集(下)[C];1983年
7 钱士雄;孝郁芬;金跃根;董耕发;方俊鑫;;CARS谱和CSRS谱中的干涉效应[A];第一届全国光散射会议会议指南[C];1981年
8 熊涛;赵浩;李永东;;压电材料中平行裂纹间的屏蔽与干涉效应研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
9 刘又文;方棋洪;李嘉新;;广义位错与涂层夹杂界面刚性线力-电-磁耦合干涉效应[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
10 吕亮;;基于激光自混合干涉效应的悬臂梁振动特性研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周俊萍;基于光纤耦合的激光自混合干涉效应[D];南京师范大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 樊荣;电离光电子干涉效应与动力学特性的成像光谱分析[D];陕西师范大学;2009年
2 杨明;夹杂物相互影响的数值计算与实验研究[D];昆明理工大学;2007年
3 方棋洪;复合材料位错与圆形夹杂界面缺陷的力、电干涉效应[D];湖南大学;2003年
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