摻鉺光纖環(huán)形腔的實驗研究.pdf

1、中國科技大學博士學位論文摘要摘要)有源光纖環(huán)形腔，由于在腔中含有增益機構，所以其工作特性具有多態(tài)性。在闡值以下即環(huán)形腔本身不產(chǎn)生激光時，可作為掃描式光譜分析儀、濾波器和延時線等等在閱值以上時，則能成為激光器和環(huán)形腔激光陀螺等。根據(jù)不同的需要，可在腔中放入相應的增益機構，其中由摻餌光纖十泵浦組成的有源光纖環(huán)形腔一一摻餌光纖環(huán)形腔最受人們的重視。本文對摻餌光纖環(huán)形腔在閩值以下、閉值以上多種工作狀態(tài)中的特性及其與之緊密相關的零拍激光線寬測量方

2、法，進行了系統(tǒng)性的實驗研究和相關的理論分析。一、利用自相關函數(shù)研究了零拍法(Homodyne)測量激光線寬的原理，重點考察了零拍光電流譜線上所附加的頻域周期性波動，確定了該波動的頻域周期與光纖延時線所產(chǎn)生的時延(to)成反比。給出了準確測量激光線寬所需光纖延時線的長度范圍并指出了當延時線長度不是遠大于被測激光的相干長度時，所產(chǎn)生的測量誤差及誤差的方向。用“研的零拍干涉儀驗證了理論分析結果。今ko中所涉及到的窄線寬測量提供了基本測試手段、

3、利用譜密度函數(shù)對光纖環(huán)形激光器腔內(nèi)的頻率調(diào)制進行了理論分析，得到了表示頻譜展寬的譜密度公式指出了腔內(nèi)調(diào)頻與腔外調(diào)相的區(qū)別對調(diào)頻和調(diào)相進行數(shù)值估算。實驗結果和理論“析一致。l=論分析表明，腔內(nèi)低頻腔長“制會產(chǎn)生明顯的頻率調(diào)制。實驗結果揭示了，當腔內(nèi)的調(diào)制頻率在小于30KHz時，對激光線寬并不產(chǎn)生明顯的影響，然而必須小心的控制和使用激光器腔內(nèi)腔長調(diào)制的幅度，否則會由于PR啾而使輸出激光受到劣化。三、對有源光纖環(huán)形腔在。值以下的特性，進行了理

4、論分析和實驗研究。今出了光纖環(huán)形腔有效透過率和輸出光譜密度等公式:明確和區(qū)分了腔的本征線寬和測量線寬等概念得到了光纖環(huán)形腔光譜分析儀的線寬測量范圍和光纖環(huán)形腔濾波器單縱模輸出條件。研制了摻餌光纖環(huán)形腔濾波器，腔的精細度達125，在注入激光一3dB線寬為9A41z的前提下，得到了一3dB線寬為:5KHz的壓窄激光輸出。卜四、研制成了注入鎖定摻餌光纖環(huán)形腔，光器。御用DFBL”作為主，光器，摻餌光纖環(huán)形中國科技大學博士學位論文摘要Abstr

5、actBecausethereisgainmechanismintheresonatortheactivefiberringresonatorsshowpolymorphiccharacteristicsintheirdifferentworkingstate.Underthethresholdtheactivefiberringresonatorcanbeusedasscanningopticalspectrumanalyzersop

6、ticalfiltersordelaylineandsoon.UpperthethresholdtheactivefiberringresonatorcouldbecomethefiberringlaserorringlaserGyroscopeetc.Accordingtodiferentapplicationssomevariedkindsofgainmechanismcanbeimplantedintotheresonator.A

7、ndamongthesestructurestheactivefiberringresonatorwithErbiumdopedfiberpumpedbyLDisoneofthemostimportantones.InthisdissertationthecharacteristicsofEr“dopedfiberringresonatorsbelowandupperthresholdaswelashomodynemethodforme

8、asuringthelaserslinewidthissystemicallyanalyzedbyboththeoreticalandexperimentalways.(1)Usingtheautocorrelationfunctiontheprincipalofhomodynemethodisexplored.Therelationshipbetweendelaytimeinducedbydelayfiberandcharacteri

9、sticsofadditivefrequencydomainfluctuationaffixedonhomodynebeatnoisephotoelectriccurrentspectrumareintensivelyanalyzed.Thisfrequencydomainperiodicisinverseproportiontothedelaytime(r.).Therequiredlengthofdelayfiberforcorre

10、ctmeasuringisconfirmedandthevalueanddirectionoferrorarepointedoutwhenthedelayfiberisshortedthancoherentlengthofmeasuredlaser.Thetheoreticalresultsaretestedbyhomemadehomodyneinterferometer.Thismethodprovidestheprimarymean

11、sforthemeasurementofnarrowlinewidth.(2)Usingthespectrumdensityfunctiontheintracavityfrequencymodulationisanalyzedboththeoreticallyandexperimentally.Thetotalspectrumdensityisdeducedunderthismodulation.Thediferencebetweent

12、heintracavityFrequencymodulationandoutercavityphasemodulationisestablished.Thetheoreticalandexperimentalresultsmakesurethatlowfrequencysmallresonatorlengthmodulationcouldgeneratesignificantfrequencymodulation.Eventhemodu