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《中国科学技术大学》 2012年
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宽光谱与时域宽调谐光纤激光器研究及应用

张先明  
【摘要】:光纤激光器以其效率高、结构紧凑、光束质量好等优点在科学研究和工业生产中得到广泛应用,这些应用包括:光纤频率梳、微加工、光纤传感等。光纤激光器时域与频域光谱特性是表征光纤激光器性能的重要属性,与光纤激光器的具体应用相关,因此,深入研究光纤激光器输出的时频特性无论从学术还是工业应用上都有重要意义。本论文的工作主要围绕频域宽光谱、时域宽调谐光纤激光器及应用展开研究,主要研究了光纤激光器中超平坦宽光谱和时域宽调谐方波脉冲的获取技术及其相关特性,应用波长程控宽调谐光纤激光器实现电网光纤光栅温度传感等。 具体研究内容如下: 1.实验研究了非线性偏振旋转(NPR)锁模的全光纤正常色散腔和反常色散腔中宽光谱的输出特性:在正常色散腔内获得了42nm宽度的矩形光谱输出:在反射色散腔内实现了光谱3dB带宽102nm宽光谱内噪声脉冲锁模激光器。 2.利用内噪声脉冲光纤激光器为泵浦源泵浦高非线性光纤产生超平坦超连续光谱,获得了1000—1750nnn的全光纤平坦超连续光谱输出,理论构建内噪声脉冲产生超连续光谱模型,模拟结果显示内噪声脉冲能很好平滑超连续光谱。 3.研制了基于NPR锁模的全光纤时域宽调谐方波脉冲光纤激光器,利用高非线性光纤获得了时域从10—1716ns范围内的调谐方波脉冲输出,调谐范围超过1700ns,调谐能力达到5.1ns/mW;构建了NPR光纤激光器理论模型,解释了方波脉冲的形成过程,模拟了非线性系数对方波脉冲调谐范围和峰值功率的影响。 4.设计实现了可编程控制的宽调谐掺铒光纤激光器,波长调谐范围超过51nm (1516.8-1568.3nm),调谐步长最小可达0.01nm,可通过编程控制波长调谐。将该激光器与光纤光栅组成的准分布式温度传感系统,应用于电网系统中,初步实现了对16路共48个点的实时温度监测。本论文的主要创新点: 1.提出并实现了时域宽调谐方波脉冲锁模光纤激光器。脉冲宽度调谐范围超过1700ns (10-1716ns),调谐能力达到5.1ns/mW。实验结果和理论模型显示非线性系数对方波脉冲的调谐范围起着重要的作用,高非线性系数能有效提高方波脉冲的时域调谐范围; 2.基于广义非线性薛定谔方程构建了内噪声脉冲产生超连续光谱理论模型,模拟结果显示内噪声脉冲能有效平滑超连续光谱;实验利用宽光谱内噪声锁模脉冲注入高非线性光纤,获得了1000—1750nm的全光纤平坦超连续光谱输出,其中短波光谱强度起伏在2dB以内的光谱宽度超过420nm。 3.将可编程控制的波长宽调谐掺铒光纤激光器,应用于光纤光栅温度传感系统中,初步实现了对16路共48个点的实时温度监测。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN248

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 李志全,汤敬,许明妍,赵彦涛;分布式光纤光栅传感网络的复用解调技术[J];光电子技术与信息;2005年02期
2 王晓娜;王琦;陈乐华;于清旭;;基于扫描光纤激光器的光纤传感解调仪研究[J];光子学报;2009年01期
3 陈国梁;顾春;许立新;郑欢;明海;;Simulation of nanosecond square pulse fiber laser based on nonlinear amplifying loop mirror[J];Chinese Optics Letters;2011年09期
4 余有龙,谭华耀,锺永康;基于可调F-P滤波器的光纤光栅传感器阵列查询技术[J];中国激光;2000年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈国梁;新型被动锁模光纤激光器研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 郑欢;高功率激光器前端系统啁啾脉冲堆积技术的研究[D];中国科学技术大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 滕峰成;杨刚;董博;董理科;;基于FMCW技术的光纤光栅振动解调系统设计及复用特性分析[J];传感技术学报;2010年12期
2 黄俊斌,尹进,张心天,姜德生,周祖德,陈定方;波分复用分布式FBG传感网络[J];传感器技术;2003年12期
3 华静;刘月明;刘涛;皇甫晓洪;;长周期光纤光栅传感信号解调技术现状与发展[J];传感器与微系统;2011年11期
4 李林;毕卫红;;分布式光纤光栅传感器解调系统[J];传感器世界;2006年07期
5 李志全,汤敬,许明妍,赵彦涛;分布式光纤光栅传感网络的复用解调技术[J];光电子技术与信息;2005年02期
6 李卓轩;裴丽;祁春慧;赵瑞峰;高嵩;杨光;;光纤光栅分布式传感器信号解调技术[J];光电技术应用;2009年05期
7 刘琨;井文才;刘铁根;张以谟;贾大功;张红霞;彭纲定;;一种动态光纤传感系统的容限扩展[J];光电子.激光;2008年06期
8 李国利;赵彦涛;李志全;;分布式光纤光栅传感系统信号解调技术[J];光机电信息;2006年01期
9 林志航;元秀华;胡进;;基于频谱相关技术的FBG波长偏移检测[J];光通信研究;2007年03期
10 李志全,黄丽娟,吴飞;基于副载波调频技术的光纤光栅传感网络查询[J];光学技术;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟玲;铝电解槽热场仿真与槽壳温度在线检测系统研究[D];山东大学;2011年
2 高宏伟;新型光纤光栅传感复用系统的研究[D];南开大学;2006年
3 张剑;用于动态应变测量的光纤布拉格光栅波长解调技术研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
4 李国玉;成像光谱法光纤光栅传感解调技术的研究[D];南开大学;2007年
5 刘永前;大型桥梁结构健康监测技术研究与应用[D];北京交通大学;2007年
6 李丽;光纤光栅位移传感系统关键技术的研究[D];天津大学;2007年
7 樊红朝;基于光纤光栅的动态面形检测和可视化关键技术研究[D];上海大学;2008年
8 于效宇;基于可调谐法布里—珀罗滤波器的光纤光栅解调技术研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
9 黎遥;超短脉冲激光精密时—频域控制[D];华东师范大学;2010年
10 沈永良;基于旋光色散效应的光纤光栅传感解调方法研究[D];黑龙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡霁;基于匹配法的嵌入式光纤光栅温度传感系统[D];南昌航空大学;2010年
2 张帆;基于ARM的FBG和光纤F-P传感器通用解调系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 何海涛;基于FPGA的光纤光栅解调系统的设计与开发[D];华北电力大学;2011年
4 李强;内燃机动态应变和缸内压力的光纤光栅传感技术探索[D];天津大学;2010年
5 董博;基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术的研究[D];燕山大学;2012年
6 毕婕;大容量光纤光栅传感解调系统的研究[D];北京邮电大学;2012年
7 赵洪霞;一种高分辨率的有源光纤光栅复用传感系统[D];黑龙江大学;2003年
8 黄丽娟;分布式光纤光栅应变传感网络的研究[D];燕山大学;2003年
9 刘士奎;光纤光栅波、空分复用传感网络有源查询技术[D];黑龙江大学;2005年
10 郭金光;罐群参量分布式光纤检测系统研究[D];大庆石油学院;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄绣江,刘永智,隋展,李明中,林宏奂,王建军,赵德双,陈海燕;宽带可调谐掺Yb~(3+)光纤环形腔激光器[J];光电子·激光;2005年07期
2 曾曙光;李琨;张彬;;啁啾脉冲堆积的宽带整形脉冲三倍频方案分析[J];光学与光电技术;2008年02期
3 王艳海;王江峰;姜有恩;鲍岩;李学春;林尊琪;;Laser pulse spectral shaping based on electro-optic modulation[J];Chinese Optics Letters;2008年11期
4 沈为民,吴泉英,薛鸣球;神光Ⅲ强激光光束远场诊断系统光学设计[J];光子学报;2004年08期
5 江毅;;测量光纤外腔Fabry-Perot干涉仪的白光干涉术[J];光子学报;2006年03期
6 王东;张敏明;刘晓明;刘德明;;100nm宽光谱可调谐掺饵光纤激光器[J];光子学报;2006年09期
7 赵雷;陈伟民;章鹏;;光纤法布里-珀罗传感器光纤端面反射率优化[J];光子学报;2007年06期
8 李营,张书练;基于可调谐FP滤波器的光纤光栅解调系统[J];激光技术;2005年03期
9 江少恩;张保汉;刘慎业;杨家敏;孙可煦;黄天晅;丁永坤;郑志坚;;星光Ⅱ三倍频束匀滑激光辐照金盘靶的实验与分析[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2007年04期
10 余有龙,谭华耀,锺永康;基于可调F-P滤波器的光纤光栅传感器阵列查询技术[J];中国激光;2000年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;专利与文献[J];激光与红外;1991年06期
2 林金桐;光纤激光器的偏振开关操作[J];光学学报;1993年07期
3 王劼,程瑞华,干福熹;单模光纤激光器耦合损耗分析[J];中国激光;1995年03期
4 谢品华,之己;工业市场上应用的光纤激光器[J];光电子技术与信息;1998年01期
5 叶青;光纤激光器[J];激光与光电子学进展;2002年06期
6 谭中伟,刘艳,傅永军,宁提纲,裴丽,简水生;光纤激光器的混沌现象分析[J];中国激光;2003年04期
7 夏江珍,瞿荣辉,蔡海文,陈高庭,方祖捷;光纤激光器弛豫振荡特性研究[J];中国激光;2004年07期
8 杨云;;国外光纤激光器技术的发展分析[J];舰船电子工程;2009年10期
9 ;掺钕光纤激光器输出超过5W[J];激光与光电子学进展;1994年04期
10 夏江珍,蔡海文,陈高庭,方祖捷,金仁洙,金尧喜;用于光纤分布式温度传感系统的调Q光纤激光器研究进展[J];激光与光电子学进展;2000年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴文华;冉洋;熊松松;陈鑫;;光纤激光器的医疗应用研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
2 沈永行;孔剑;葛剑虹;;光电子技术教学中融入光纤激光器发展内容的体会[A];2006—2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2009年全体会议论文集[C];2009年
3 杨磊;潘炜;罗斌;江宁;项水英;;光纤激光器延时反馈的动态特性与复杂度研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 楼祺洪;周军;朱健强;王之江;;高功率光纤激光器与放大器[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
5 辛立军;黄涛;王智勇;;光纤激光器与Slab CO_2激光器焊接应用对比研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
6 冀翔;陆启生;;光纤激光器合成高重频激光干扰激光末制导武器探讨[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
7 焦明星;杨合宁;刘芸;邢俊红;;双波长光纤激光器与力传感技术实验研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 曹志刚;;基于多级光纤锥滤波器结构的光纤激光器研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 孔令杰;肖晓晟;杨昌喜;;基于非线性偏振旋转锁模的耗散孤子光纤激光器中的偏振态演化研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 詹黎;汪平河;夏宇兴;;基于任意分子数有理数谐波锁模的高速超短脉冲的产生及脉冲幅度均匀化[A];2004年全国强场激光物理会议论文集(二)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘祖华;做中国人自己的光纤激光器[N];中国组织人事报;2011年
2 记者 涂亚卓 通讯员 廖巧玲 实习生 余笑寒;高性能光纤激光器开发成功[N];湖北日报;2008年
3 记者 杨文平 实习生 王晓琼;两名“千人计划”人才谈人才培养[N];长江日报;2010年
4 杨靖;林金桐:教书育人润物无声[N];科技日报;2004年
5 本报记者 杨朝晖;四诊合参诊断系统:科学与中医的对接[N];科技日报;2008年
6 本报记者 胡嫚;光谷诞生自主知识产权高性能光纤激光器[N];中国知识产权报;2009年
7 北京邮电大学光通信中心 张民;走过低迷 激光未来风景这边独好[N];通信产业报;2004年
8 戴劲松;我国自主研发高性能光纤激光器打破国际垄断格局[N];大众科技报;2008年
9 记者 夏永辉 彭磊;“机电”的魅力[N];湖北日报;2010年
10 凃燕;烽火通信新型光纤项目通过国家验收[N];人民邮电;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张先明;宽光谱与时域宽调谐光纤激光器研究及应用[D];中国科学技术大学;2012年
2 傅志辉;新型光纤激光器与高灵敏度光纤振动传感器研究[D];浙江大学;2009年
3 陈达如;先进光纤激光器技术及其在光传感、光学微波产生的应用[D];浙江大学;2009年
4 吴至境;频率精细可调谐布里渊光纤激光器及其在微波光子学中的应用[D];上海交通大学;2011年
5 冯素春;多波长、单纵模光纤激光器的研究[D];北京交通大学;2010年
6 张晓磊;多芯光纤激光器及新波长固体激光器[D];山东大学;2011年
7 王擂然;耗散孤子光纤激光器的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年
8 汪园香;脉冲型双包层掺镱光纤激光器及相关器件的研究[D];浙江大学;2009年
9 陈国梁;新型被动锁模光纤激光器研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 杨薇;声光可调谐环形掺铒光纤激光器[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许琰;可调谐窄线宽光纤激光器研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 王国政;光纤激光器的研究[D];长春理工大学;2002年
3 顾燚;飞秒光纤激光器产生超连续谱的研究[D];上海交通大学;2010年
4 靳春江;新型高能量超短脉冲光纤光源的研究[D];河北师范大学;2010年
5 伍浩坤;超窄带单纵模光纤激光器泵浦源控制技术研究[D];华南理工大学;2010年
6 田力;高速光纤通信系统中双波长光纤激光器的研究[D];天津理工大学;2010年
7 朱剑峰;非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器理论特性研究[D];太原理工大学;2011年
8 蔡冬梅;LD泵浦渗Yb~(3+)双包层光纤激光器[D];太原理工大学;2002年
9 张玲玲;LD泵浦的双包层掺Yb~(3+)光纤激光器的理论研究[D];太原理工大学;2003年
10 刘涛;Er~(3+)/Yb~(3+)共掺磷酸盐短腔光纤激光器热效应的解析解研究[D];华南理工大学;2010年
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