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近年来,由于超短光脉冲技术的进步及光无源器件的发展,研究人员提出了任意波形光脉冲产生技术,利用超短光脉冲的可调谐变量来改变输出脉冲的波形和重复频率,在许多领域有着潜在的应用前景,如高分辨率相干控制光谱学,T比特每秒的高速光通信系统,宽带脉冲传感,光雷达系统,任意微波信号产生等。目前,人们正在为实现真正意义上的任意光脉冲产生,即高分辨率动态可调的脉冲整形装置开展广泛的研究。本文首先阐述了任意波形光脉冲产生技术及相关光器件的基本原理,然后讨论并分析了利用色散渐减光纤环镜压缩双频拍频光产生高质量的光梳;设计了两种基于光纤布拉格光栅阵列的任意光脉冲产生装置来实现动态的光脉冲整形。本文的主要创新点在于:利用色散渐减光纤环镜来压缩双频拍频光获得可调谐的高重复频率的光梳;利用双光栅阵列之间的干涉作用实现对输入光梳的幅度的逐行控制;利用光纤拉伸器的调节实现对输入光梳的幅度和相位的动态控制;只利用了简单的均匀光纤布拉格光栅来控制谱线,而不需要复杂的反射率和相移调制的非均匀光纤光栅;构建了连续的全光纤整形器,结构简单,损耗低。本文主要工作包括以下内容:(1)简介了光脉冲整形技术的背景和实现方法,重点阐述了任意光脉冲产生技术中的频域操作方法,即基于傅里叶变换原理的逐行脉冲整形方法,并简述了光纤布拉格光栅(FBG)滤波的原理,光纤拉伸器(FS)的相位控制原理及光学频率梳的产生方法。(2)研究了利用色散渐减光纤环镜压缩双频拍频光产生可调谐高重复频率光梳的系统,通过分析色散渐减光纤的色散斜率、耦合器的分光比及输入光功率和波形的影响,我们选择了最佳的参数来获得谱线数众多的光梳作为任意波形光脉冲产生装置的光源。(3)设计了双阵列光纤布拉格光栅的任意波形光脉冲产生装置,幅度控制由FS调节两阵列反射的信号之间的相位差来实现,相位控制由FS调节每个阵列反射的信号的相移来实现。利用软件仿真得到了各种波形,如周期性高斯、矩形光脉冲,复杂的高斯光脉冲序列等。(4)分析了双阵列光纤布拉格光栅的整形装置中各种因素对整形性能的影响:FS引入的相位误差;FBG的中心反射波长的漂移;输入谱线的线宽及线型;FBG的排列方式。最后得到了相应的变化规律,得到了误差和失真度的范围,并对结构做了相应的改进来获得高质量的输出脉冲。(5)设计了三阵列光纤布拉格光栅的任意波形光脉冲产生装置,其中幅度控制器不受相位控制器的影响,使得FS的调节更为简单和灵活,容忍更大的相位误差,并可利用相位控制器进行相位补偿。利用软件仿真得到了各种波形,如周期性锯齿、矩形光脉冲,重复频率倍增的高斯光脉冲序列等。