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掺铒光纤激光器强度噪声的研究

张飞  
【摘要】:掺铒光纤激光器以其宽频带、低噪声、高增益、高效率等优点,在光纤传感和光通讯领域得到广泛的应用。但随着人们对干涉型光纤传感器的灵敏度的要求越来越高,作为影响其探测灵敏的一个重要因素,掺铒光纤激光器光源的强度噪声成为关注的热点,抑制掺铒光纤激光器的强度噪声也成为一个重要的课题。基于上述考虑,论文的主要工作包括: 1.对光纤激光器的发展现状及特点进行了简要概述,同时阐述了对掺铒光纤激光器强度噪声研究的必要性,并介绍了国内外关于光纤激光器强度噪声研究的相关情况。简要介绍了光纤激光器的基本原理,重点介绍了掺铒光纤激光器的工作特性以及谐振腔的结构等。 2.介绍了光纤激光器的强度噪声基本特性。其中,重点分析对造成光纤激光器强度噪声的主要因素——弛豫振荡现象,介绍了弛豫振荡现象产生的原因,并根据速率方程对掺铒光纤激光器的弛豫振荡特性进行了理论分析,进而得出弛豫振荡现象主要受到泵浦和腔内损耗的影响,此外介绍了几种从实验上抑制掺铒光纤激光器强度噪声的方法。 3.由控制泵浦激光器来影响光纤激光器的强度噪声。我们采用光电反馈的方式影响泵浦输出的方法:通过光电管对掺铒光纤激光器输出取样,再经反馈电路对反馈信号的幅度和相位进行处理,最后将处理的反馈信号耦合到泵浦驱动上调制泵浦输出光功率,对掺铒光纤激光器的强度噪声进行抑制。这样做对掺铒光纤激光器的中低频噪声有很好的抑制,中频弛豫振荡峰附近(30KHz附近)强度噪声抑制达35dB,低频(小于20KHz)处抑制平均约10dB。并通过研制一种新型的泵浦电路并结合光电反馈使掺铒光纤激光器输出获得优于-121dB/Hz的平坦噪声输出谱线,很大程度上抑制了掺铒光纤激光器的整体噪声 4.对全文进行总结。在已有工作的基础上,提出了进一步对掺铒光纤激光器强度噪声抑制方法的设想,并提出下一步的方向。


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