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声光可调谐掺铒光纤激光器的研究

洪宝玉  
【摘要】:波分复用(WDM)是大幅度提高光纤通讯系统容量的有效途径,是国际上光纤通讯技术的发展方向。波分复用光纤通讯系统中的两大关键器件是可调谐激光器和可调谐波长滤波器。可调谐光纤激光器不仅是波分复用(WDM)光纤通讯系统中的关键器件,而且还可应用于相干光通信、光纤传感器和光谱分析等领域。 本文研究的可调谐掺铒光纤激光器是利用波导型声光可调谐滤波器(AOTF)作为调谐元件,具有调谐范围大,输出线宽窄,调谐速度快,调谐方便可靠并能直接与光纤匹配等优点,非常适合于波分复用(WDM)光纤通信系统。 本课题的研究内容主要由三部分组成:1、声光可调谐滤波器(AOTF)的研制;2 、声光可调谐掺铒光纤激光器的理论与实验研究;3、单频窄线宽掺铒光纤激光器的实现方案及延迟自外差法/零差法测量线宽的理论分析。我们从速率方程和传播方程出发,对环形腔结构的掺铒光纤激光器的输出特性进行了详细的理论分析。利用声光可调谐滤波器的特性,结合饱和吸收体的作用,我们提出了一种新颖的线形腔结构的掺铒光纤激光器。两级准共线结构的声光可调谐滤波器作为调谐元件,共用同一个声波导和叉指换能器,不仅结构简单,而且保证中心波长的一致。AOTF除了作为调谐元件之外,还起着频移器和偏振器的作用,既防止空间烧孔效应的出现,又使输出激光是线偏振光。利用饱和吸收效应在未泵浦低掺铒光纤中形成自写入瞬态光栅,用以压窄输出激光的线宽。实验上,利用实验室现有的单级AOTF和EDFA对环形腔结构的可调谐掺铒光纤激光器进行初步研究,得到了令人满意的结果。


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