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光纤激光器两个特性的理论与实验研究

李抒乐  
【摘要】: 对光纤激光器的研究在当今光通信技术发展中具有十分重要的意义。双稳态激光器是光开关,光逻辑运算等应用领域的重要部件。而多波长激光器,则是WDM等应用领域的重要部件。本文即针对光纤激光器中的双稳态和多波长做深入的探讨。 我们在实验中发现,即使在简单构造的以掺铒光纤为增益介质的光纤激光器中也能得到双稳态激光。使用传统的掺铒光纤三能级模型,并引入“无用泵浦损耗”这一新的概念,我们能够通过理论计算验证光纤激光器中双稳态的存在,并得到与实验符合得很好的结果。通过理论计算,进一步明确了双稳态的存在与否及其区间大小与掺铒光纤的长度等诸多因素有关。这些发现为我们进一步控制光纤激光器双稳态提供了理论基础。 可调多波长光纤激光器,在光通信领域有良好的应用前景。Lyot-Sagnac滤波器由多段保偏光纤的光纤环构成。它能够实现对所需的波长间隔进行滤波。进一步在滤波器中加入偏振控制器(PC)等器件,就可以通过调节滤波器的几何构型实现波长间隔的调节。半导体光放大器(SOA)的非均匀加宽特性对产生多波长激光非常有利。本文对两段式Lyot-Sagnac滤波器进行了详细的理论分析,实现了一种基于SOA的新型多波长光纤激光器。它利用Lyot-Sagnac滤波器的波长选择性,在室温下得到了约18个具有30dB信噪比的多波长激光输出。波长范围在1556nm到1577nm之间。通过调节Lyot-Sagnac环内的偏振控制器,多波长激光的波长间隔可在两种ITU标准波长间隔(0.4nm和0.8nm)间选择。这种构型的光纤激光器具有稳定性好,波长间隔可控,信噪比高等优点。它在大规模WDM光网络中具有良好的应用前景。


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