论文部分内容阅读
多波长光纤激光器在波分复用系统、光纤传感、光学仪器测量等方面具有重要应用,以往的研究基本局限于掺铒光纤激光器(EDFL)。本文对掺镱光纤激光器(YDFL)的多波长振荡特性进行研究,论文主要研究工作如下:
论文首先对光纤激光器和多波长光纤激光器的结构与理论、已取得的成果、尚存在的问题进行了简要的评述。接着,给出了YDF和EDF的速率方程和功率传输方程,在此基础上,模拟了YDF和EDF的增益谱及其演化行为,并以此阐明了宽且平坦的增益谱是光纤激光器多波长工作的前提。
设计与研制了一种Sagnae双折射梳状滤波器,并将其应用于多波长光纤激光器,获得了多波长激光输出。采用环形腔光纤激光器结构,首次实验研究了增益加宽效应对YDFL和EDFL多波长振荡特性影响的差异,实验发现,YDF和EDF都呈现以均匀加宽为主并伴有一定程度非均匀加宽效应,非均匀加宽效应使YDFL和EDFL的振荡波长数都随泵浦功率的增加而增多,均匀加宽效应导致多波长振荡中的潜在振荡波长缺失现象和稳定性下降;通过低温增强增益非均匀加宽效应可有效改善这种潜在振荡波长缺失和提高稳定性,但是,EDF的非均匀加宽效应强于YDF的非均匀加宽效应,表现为多波长EDFL振荡更稳定。
发现了高掺杂浓度YDF中的暗化效应,通过研究YDFL阈值和输出功率、掺镱放大器的前向和后向ASE输出谱,首次系统研究了高掺杂浓度YDF的光子暗化效应,指出了光子暗化效应对高掺杂浓度YDFL的影响规律。此外,实验结果还表明,若消除暗化效应,采用高浓度YDF以减小腔长,将有利于改善YDFL多波长振荡的稳定性。
以上研究结果对多波长YDFL的研究、对将多波长EDFL中的研究成果应用于多波长YDFL、以及对研发优质高浓度YDF发展短腔YDFL以改善多波长振荡的稳定性等方面具有参考价值。