可調(diào)諧雙波長(zhǎng)環(huán)形腔摻鉺光纖激光技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái),光纖激光器已成為激光科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,它的波導(dǎo)式結(jié)構(gòu)和可容強(qiáng)泵浦特性,使其具有輸出功率高、光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、閾值低、線寬窄、輸出波長(zhǎng)多、兼容性好和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn),在光纖通信、光纖傳感、軍事、工業(yè)加工、光信息處理和全色顯示等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。特別是可調(diào)諧雙波長(zhǎng)光纖激光器在波分復(fù)用(WDM)光纖通信和光纖傳感應(yīng)用中扮演著極其重要的角色。可調(diào)諧的雙波長(zhǎng)光纖激光器不僅可以同時(shí)為兩個(gè)信道提供所需光源,使發(fā)射端的

2、設(shè)計(jì)更為緊湊、經(jīng)濟(jì)；而且激光器輸出的波長(zhǎng)還可調(diào)諧,適用于光網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)分配的情況,從而提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性。所以,對(duì)可調(diào)諧雙波長(zhǎng)光纖激光器的研究無(wú)疑具有重要的意義。本論文對(duì)可調(diào)諧雙波長(zhǎng)環(huán)形腔摻鉺光纖激光技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究,研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾部分：首先,簡(jiǎn)述了可調(diào)諧、多波長(zhǎng)光纖激光器的研究現(xiàn)狀,分析了光纖激光器的基本原理和工作特性。其次,在分析光纖激光器系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了可調(diào)諧雙波長(zhǎng)光纖激光器的研究方案,方法就是采用γ型

3、濾波器,其中含有兩根光纖Bragg光柵,并用機(jī)械方法對(duì)其同時(shí)進(jìn)行調(diào)諧,使得光纖激光器輸出可調(diào)諧的雙波長(zhǎng)。該系統(tǒng)具有調(diào)諧方便、調(diào)諧速度快等優(yōu)點(diǎn),并對(duì)該方案進(jìn)行了可行性分析。再次,根據(jù)設(shè)計(jì)方案搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。用寬帶光源ASE測(cè)試了FBG的特性,接著進(jìn)行了可調(diào)諧單波長(zhǎng)環(huán)形腔摻鉺光纖激光器的實(shí)驗(yàn)研究。FBG的特性測(cè)試結(jié)果表明,兩FBG在懸梁臂應(yīng)變的過(guò)程中,負(fù)載與波長(zhǎng)具有良好的線性關(guān)系,可用于可調(diào)諧光纖激光器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；可調(diào)諧單波長(zhǎng)光纖激光器的實(shí)驗(yàn)

4、結(jié)果表明,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧的輸出波長(zhǎng),并測(cè)定了其調(diào)諧靈敏度及調(diào)諧范圍。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了本課題,即可調(diào)諧雙波長(zhǎng)環(huán)形腔摻鉺光纖激光器的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該光纖激光器輸出的雙波長(zhǎng)可同時(shí)調(diào)諧,即兩波長(zhǎng)分別能向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向或短波長(zhǎng)方向移動(dòng),測(cè)定了該系統(tǒng)的閾值功率和功率輸出穩(wěn)定性。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),擬合出負(fù)載-波長(zhǎng)、負(fù)載差-波長(zhǎng)差、閾值功率和功率穩(wěn)定性的關(guān)系曲線,得出該光纖激光器的調(diào)諧靈敏度為0.1530nm/kg,調(diào)諧范圍

5、為0.808nm,閾值功率為6.557mW,輸出功率為1.68mW,且比較穩(wěn)定。最后,經(jīng)過(guò)對(duì)本課題的研究、設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)后,實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧雙波長(zhǎng)環(huán)形腔摻鉺光纖激光器輸出可同時(shí)調(diào)諧的雙波長(zhǎng),并且輸出功率比較穩(wěn)定。但是,由于實(shí)驗(yàn)條件和時(shí)間的限制,實(shí)驗(yàn)測(cè)出的調(diào)諧范圍并非該系統(tǒng)實(shí)際意義上的最大調(diào)諧范圍,該光纖激光器輸出的雙波長(zhǎng)不夠穩(wěn)定。在今后的學(xué)習(xí)研究中,一方面,可以在FBG性能允許的范圍內(nèi)增加砝碼數(shù)量測(cè)定出真正的最大調(diào)諧范圍；另一方面,可以采用平衡