基于拉錐光纖分布瑞利散射的窄線寬光纖激光器實驗研究.pdf

1、窄線寬（kHz量級）激光器由于其超長的相干長度和極低的相位噪聲，在密集波分復用DWDM、光學傳感、光學探測和微波光子學等領域具有很大的前景。單縱模窄線寬光纖激光器其輸出激光中只包含一個縱模形式，因此激光輸出線寬即為單縱模線寬。利用光纖中的瑞利散射效應實現(xiàn)的單縱模窄線寬激光線寬可窄至-810nm，比窄線寬DFB激光器的線寬甚至可以窄兩個數(shù)量級，比目前光通信中應用的信號光源線寬甚至窄5個數(shù)量級。
　　該論文的研究內容即為基于高受激布里

2、淵閾值拉錐光纖中瑞利散射的單縱模窄線寬光纖激光器。主要工作如下：
　　從理論出發(fā)，調研了光纖中布里淵散射和瑞利散射的理論基礎，重點描述了光纖瑞利散射線寬壓窄的機理。實驗測量了一定長度單模光纖的受激布里淵閾值，來驗證理論計算值。介紹了幾種行之有效的抑制光纖中受激布里淵的方法，并根據(jù)布里淵散射產(chǎn)生的機理及影響布里淵散射的因素，確定出本論文將要采用的抑制光纖中受激布里淵散射的方法：拉制纖芯直徑周期分布變化的拉錐光纖以改變聲模場從而抑制受

3、激布里淵的產(chǎn)生。
　　介紹了幾種常用的窄線寬激光的線寬測量方法，著重介紹本論文將要采用的延時頻移自外差法，并進行了公式推導，計算出測量指定量級激光線寬所需的延時光纖的最短理論長度。最后對特定激光線寬采用不同長度延時光纖進行自外差法測量，對比不同長度延時光纖對測量結果的影響，當延時光纖的長度小于激光的相干長度時，由延時自外差法測得的功率譜存在邊帶波紋，測量誤差較大。隨著延時光纖長度增長，測得的功率譜向洛倫茲線型收斂，測得的激光線寬也

4、逐漸收斂于激光實際線寬。
　　利用拉制的高受激布里淵閾值的拉錐光纖作為分布反饋介質，進行了環(huán)形腔光纖激光器的實驗。文中詳細介紹了拉錐光纖的拉制過程，最終拉制出長150m，每隔5m一段錐區(qū)共30段錐區(qū)，每個錐區(qū)長度約2cm，束腰直徑約80μm的高受激布里淵閾值光纖，經(jīng)測量該拉錐光纖的損耗僅1dB，受激布里淵閾值提高了近10dB。經(jīng)微調腔內損耗和泵浦功率，該激光器穩(wěn)定輸出了3dB線寬25kHz的單縱模激光。后又對環(huán)形腔進行改進，引入自