精細(xì)多波長光源及連續(xù)光頻率梳的研究.pdf

1、本論文主要是針對寬范圍線性掃頻光源中的關(guān)鍵技術(shù)開展研究，它們是高分辨率激光雷達(dá)成像（No.61471256）和高分辨率實時光譜分析儀中的核心關(guān)鍵技術(shù)，本論文的工作更多的是應(yīng)用于高分辨率實時光譜分析儀中，為了在大范圍內(nèi)實現(xiàn)多波長并行掃頻技術(shù)，該系統(tǒng)對多波長光源有更苛刻的要求，本論文采用了多項有創(chuàng)新的技術(shù)，使得多波長光源的各項指標(biāo)有大幅度提高和改進(jìn)，為項目的整體研究工作奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。本文主要內(nèi)容：
　　1.綜述了各種多波長光源技術(shù)的

2、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，闡述了精細(xì)多波長光源在兩個系統(tǒng)中的重要地位，一個是Tbit/s傳輸速率的高速光通信系統(tǒng)，另一個是超高分辨率近紅外光譜儀，在這些系統(tǒng)中均采用了窄線寬，寬光譜范圍，相鄰波長頻率間隔在10GHz量級的連續(xù)精細(xì)多波長光源及光頻率梳。
　　2.高速時分復(fù)用通信系統(tǒng)需要幅值平坦、高重復(fù)頻率的脈沖光源，常規(guī)的主動鎖模技術(shù)可以實現(xiàn)這樣的脈沖光源，但是需要高頻電信號；有理數(shù)諧波鎖模技術(shù)可以用低頻電信號產(chǎn)生高重復(fù)頻率的光脈沖序列，但是

3、光脈沖幅值不平坦。本文用低重復(fù)頻率的方波電信號成功實現(xiàn)了高重復(fù)頻率的鎖模脈沖輸出，得到了幅值平坦的光脈沖序列，其幅值起伏差異減小了兩個數(shù)量級，實現(xiàn)了最高重復(fù)頻率為15.7GHz的5階平坦的有理數(shù)諧波鎖模脈沖，且脈寬減小一倍，為16.2ps。
　　3.為了克服多波長激光器輸出的多波長激光線寬較寬的缺點，首次提出并實驗驗證了結(jié)構(gòu)簡單的全光系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以將多波長激光器的線寬從MHz量級窄化到10kHz。多波長激光的線寬窄化了600多倍

4、，同時噪聲強度降低了20dB，在10nm范圍內(nèi)，有8個單縱模波長的線寬同時窄化到10kHz。
　　4.針對多波長光源技術(shù)中的光譜覆蓋范圍小的問題，首次提出了將法布里-珀羅激光器作為連續(xù)多波長種子源，用色散平坦的高非線性光纖將種子光源的3dB光譜覆蓋范圍擴大了5倍，達(dá)到了17.6nm，6db譜寬達(dá)到40nm。該技術(shù)的特點是可以在寬光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)光的窄線寬光頻率梳，與脈沖光的光頻梳相比，沒有色散展寬問題，應(yīng)用時不需要色散補償。