【摘 要】
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光纤激光器具有优良的稳定性,高效率以及紧凑的结构,在工业制造、通信、科研等领域得到广泛应用。为了实现单纵模窄线宽的光纤激光器,我们需要引入外腔反馈器件来进行稳频与选模,而回音壁模（Whispering Gallery Mode,WGM）微腔是一种典型光学外腔元件,可获得高的品质因子（Quality Factor,Q）,大的自由谱域（FSR）以及小的模式体积。本文构建了一种基于WGM石英微球的光学上
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光纤激光器具有优良的稳定性,高效率以及紧凑的结构,在工业制造、通信、科研等领域得到广泛应用。为了实现单纵模窄线宽的光纤激光器,我们需要引入外腔反馈器件来进行稳频与选模,而回音壁模（Whispering Gallery Mode,WGM）微腔是一种典型光学外腔元件,可获得高的品质因子（Quality Factor,Q）,大的自由谱域（FSR）以及小的模式体积。本文构建了一种基于WGM石英微球的光学上传-下载滤波器（Add-drop Filter,ADF）,并将其引入到传统的行波光纤环形腔光纤激光器中,作为稳频与选模元件,得到了单纵模、高信噪比以及超窄线宽的激光输出,并以此为基础构建了可调谐单、双模光纤激光器。之后我们以受激布里渊散射效应（SBS）为基础,提出了双模布里渊激光泵浦产生的光频梳的方案。1.基于大尺寸石英微球的光学滤波器我们通过高功率的CO2激光器,结合直径3毫米的石英棒,在高速旋转的情况下,制作了直径达600 μm石英微球腔。基于大尺寸的石英球腔,结合光纤锥波导,构建高质量的光学微腔滤波器（ADF）,通过测试下载和透射谱,表征了微腔的滤波器的特性。2.基于微腔ADF稳频的超窄线宽单纵模光纤激光器对构建的石英球腔ADF的透射与下载特性进行了分析,研究了下载特性与耦合参数,石英球腔模式Q值等因素的关系。基于构建的ADF的光路复用和稳频作用,构建了以掺铒光纤为增益的光纤激光器,结合0.2 nm线宽的FBG,实现单纵模运转,激光线宽窄至2.5 KHz,信噪比达67dB,并具有良好的稳定性,在20 dBm的泵浦功率下最高输出功率达2 mW。在此基础上我们利用微球丰富的谐振模式,结合光学带通滤波器与布拉格光纤光栅,实现了稳定的可调谐单、双频光纤激光器,单波长调谐范围可达1525 nm～1572 nm。3.基于布里渊激光泵浦重复频率可调谐光学频率梳的产生我们提出双模布里渊激光泵浦的光频梳（OFC）的产生方案。基于构建的双频光纤激光器,引入高非线性光纤,构建了布里渊环形激光器,并以此环形布里渊激光器作为泵浦源,通过四波混频（FWM）效应,获得了布里渊激光产生背向的,重复频率可调范围达82.5GHz～2.25THz的光频梳。
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