基于有源光纤1.5μm长距离随机光纤激光器的实现与应用

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xb08888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随机分布反馈光纤激光器是在随机激光器和光纤激光器的基础上发展起来的一种新颖激光器,通常简称为随机光纤激光器(RFL),因其独特的反馈机制和输出特性,自2010年提出就受到了广泛的关注。几年来经过各国研究人员不断的探索和研究,已经实现了不同结构和特点的RFL,因其具有结构紧凑、相对噪声低、温度不敏感、超长距离传输等良好的输出特性,在光成像、输出高功率激光、长距离光纤传感等领域具有巨大的潜力。近年来,随机光纤激光器的应用得到了广泛的研究。特别地,将随机激光放大技术应用于分布式光纤传感的工作已经取得了一些成果。同时,利用光纤拉曼随机激光器已实现长距离(100km)的点式传感系统。然而基于RFL的长距离点式传感系统在结构复杂度、传感距离、传输信号信噪比等方面的传感性能还需进一步优化。本文借鉴于光纤通信中的ROPA(Remote Optical Pumping Amplifier)技术,引入有源光纤,利用有源光纤中有源增益和单模光纤(SMF,single mode fiber)中拉曼增益的混合增益,全面理论分析并通过实验验证实现了一种基于有源光纤,输出波段位于低损耗传输窗口的1.5?m长距离随机光纤激光器,另外还以温度传感特性为例,研究了该结构下的随机光纤激光器在长距离点式传感领域的应用特性。本文先从理论角度出发,利用随机拉曼光纤激光器的功率稳态模型耦合方程和掺铒光纤(EDF,erbium-doped fiber)的Giles简化模型,数值仿真了EDF位于不同光纤链路位置和不同EDF长度对该结构下RFL输出特性的影响。仿真结果表明,通过设计的这种基于有源光纤的后向泵浦结构,能产生与FBG中心波长相应的1.5μm波段的随机激光激射,采用6m的EDF和100km的SMF,随机激光激射阈值<0.8W,并且EDF位置的可选范围是10~50km。接着,基于上述RFL的仿真参数,本文基于100km RFL,选择距离泵浦端25km和50km两个不同EDF位置,搭建RFL系统进行实验验证。实验得到在两种不同EDF位置处的输入输出曲线与数值仿真结果相符合,同时,采用这两种EDF位置方案的输出随机激光信噪比均大于30dB,这一结果相比于2012年报道的基于1455nm泵浦的拉曼增益一阶RFL信噪比提升了超过10dB。最后,利用FBG的温度敏感特性,而系统其余部分具有温度稳定性的特点开展点式温度传感实验,实验得到随机激光波长与FBG所处温度呈线性变化关系,证明了基于该结构的RFL可用于远距离点式传感,同时还验证了该系统的波分复用能力,从而使得该系统具备多点监测能力。本文所设计的基于有源光纤的随机光纤激光器为实现低阈值、高信噪比的长距离随机光纤激光器传感系统提供了一种简单易行的方法,并且这种方案为基于随机光纤激光器的传感系统提供了全新的思路。
其他文献
在现代“互联网+”时代下,对于高等职业教育提出了新的要求,高等职业教育必须要顺应国家经济结构转型升级的态势,尽快在教育观念,服务面向方面及时更新观念,在教学方式、教学
研究了儿童的特点及儿童玩具的现状,分析了影响儿童玩具的主要安全因素,以及儿童玩具安全性设计的主要内容,即可以从选材安全上、结构安全上和人机界面安全上对儿童玩具进行安全
小学阶段开展写字教学不仅能培养小学生各方面的素养,还能传承和发扬中国传统文化。随着现代社会信息化、网络化、无纸化的加剧,加之现行考试制度对学生书写能力考察的片面化,学
文学作品被纳入文学史"册封",是其实现经典化的重要途径。20世纪上半叶的文学史撰述者在现代视域中对《红楼梦》重新定位与评价,继续推进《红楼梦》的经典化。他们以现代科学
我国经济正处在高速发展的状态,随着社会的发展,许多问题也逐渐暴露了出来,老龄化问题就是其中之一。随着人们物质生活水平的提升以及医疗水平的提高,老年人的平均寿命逐渐增
3μm超短脉冲激光在军事、医疗、科技等领域具有广泛的应用前景,目前已被应用于光谱学、远距离传感、频率计量、自由空间通讯、激光手术、激光探测和测距、导弹制导和中红外
新课程改革理念之一是教学要一切为学生的发展服务,普通高中地理课程标准也提出教学满足学生不同的地理学习需要,重视对地理问题的探宄,倡导自助学习、合作学习和探宄学习,幵展地
目的:综合评价经输尿管软镜取石术(FURL)与经皮肾镜取石术(PCNL)在肾结石治疗方面的安全性、疗效。通过结石清除率、手术时间、住院时间、手术并发症等方面的分析,从而对临床上
随着经济全球化和城镇化的持续推进,人民生活水平不断提高,对医疗卫生服务的需求也越来越高,而医疗卫生资源本身的稀缺性决定了其不可能无限地满足这种需求。因此,如何合理配
激光与物质相互作用过程中光束质量对研究结果影响较大,但是由于复杂传播环境等原因,引起激光在传输过程中出现波前畸变的现象,导致实际到靶的激光能量分布发生显著变化。针