電光混合型光纖光學雙穩(wěn)態(tài)研究.pdf

1、　　光學雙穩(wěn)性(OpticalBistability,OB)是非線性光學和光電子學領(lǐng)域的一個極為重要的研究方向。將光纖波導技術(shù)應用于雙穩(wěn)器件(OpticalBistableDevice，OBD)是這一領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢。由于光學雙穩(wěn)器件能直接處理光信號，并具有開關(guān)時間短、并行處理信號等優(yōu)點，所以在高速光纖通信、光存儲、高速光開關(guān)、光信息處理、激光強度穩(wěn)定和光學雙穩(wěn)傳感中具有潛在的應用前景。近幾年來，隨著光纖波導技術(shù)的進展，光學器件小型化

2、得以實現(xiàn)，這為研究開發(fā)集成度高、穩(wěn)定性好、使用壽命長和成本低的光學雙穩(wěn)裝置，奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。本論文主要研究基于光纖波導技術(shù)的混合型光學雙穩(wěn)的工作機理和應用。文中所提出的新型光纖結(jié)構(gòu)的雙穩(wěn)器件中，采用半導體激光器或可調(diào)諧光纖激光器作為光源，利用光纖無源器件構(gòu)成非線性光強度調(diào)制單元，用光電探測與放大電路構(gòu)成反饋單元。　　在理論研究方面，本論文深入研究了光學雙穩(wěn)工作原理，在此基礎(chǔ)上，首次提出了基于可調(diào)諧光纖激光器的混合型頻域光纖光學雙

3、穩(wěn)機制，并推導了描述頻域雙穩(wěn)的狀態(tài)方程。引入T-V平面上的光強度調(diào)制曲線和反饋曲線來分析雙穩(wěn)器件的工作過程。利用建立的調(diào)制曲線和反饋曲線的方程，數(shù)值模擬在特定參數(shù)下雙穩(wěn)器件的輸出特性，分析了雙穩(wěn)器件在不同輸入功率和反饋增益系數(shù)下的輸出變化趨勢，以便選取適當?shù)碾p穩(wěn)器件工作參數(shù)。建立了利用光纖布拉格光柵(FBG)作為光強調(diào)制器的雙饋激光功率(強度)穩(wěn)定器的數(shù)學和物理模型。首次提出了混合型頻域光纖光學雙穩(wěn)器件的第三種運轉(zhuǎn)機制，即相對于反饋曲線

4、平移調(diào)制曲線來實現(xiàn)雙穩(wěn)，以便應用于波長編碼的光纖光學傳感?！　∈状螌崿F(xiàn)了具有雙饋機制的全光纖結(jié)構(gòu)激光功率穩(wěn)定器。首次采用PZT調(diào)諧的環(huán)形腔光纖激光器作為可調(diào)諧光源，分別利用FBG、雙光束光纖干涉儀，包括FMI和FMZI，以及多光束干涉儀如FFP作為非線性光強調(diào)制器，結(jié)合特定的反饋機制，實現(xiàn)了頻域光學雙穩(wěn)的運轉(zhuǎn)?！　≡谠敿氀芯苛四壳案鞣NFBG解調(diào)技術(shù)的基礎(chǔ)上，首次提出了一種波長解調(diào)分辨率達0.001nm的高精度有源雙穩(wěn)解調(diào)方案。指出了