【摘 要】
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双波长单纵模（SLM）光纤激光拍频是微波信号产生的重要方法之一。布里渊双波长SLM光纤激光器具有结构简单、低噪声、窄线宽等优点,是光生微波信号的优质光源。本论文对基于高非线性光纤（HNLF）受激布里渊散射（SBS）的双波长光纤激光器展开研究,并探索其用于可调微波信号生成的性能和潜力,主要创新点和研究内容如下:1.理论研究了光纤中SBS的物理机制,包括布里渊增益谱、布里渊激光线宽特性以及受温度与应变
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双波长单纵模（SLM）光纤激光拍频是微波信号产生的重要方法之一。布里渊双波长SLM光纤激光器具有结构简单、低噪声、窄线宽等优点,是光生微波信号的优质光源。本论文对基于高非线性光纤（HNLF）受激布里渊散射（SBS）的双波长光纤激光器展开研究,并探索其用于可调微波信号生成的性能和潜力,主要创新点和研究内容如下:1.理论研究了光纤中SBS的物理机制,包括布里渊增益谱、布里渊激光线宽特性以及受温度与应变调制的SBS频移特性。使用Opti System软件对基于HNLF SBS的双波长光纤激光器进行了模拟仿真,研究了激光器输出功率与耦合器输出耦合比之间的关系。2.提出并构建了一种基于HNLF SBS的双波长光纤激光器,使用3.0 m长HNLF作为布里渊激光增益介质,在1.8 W入纤泵浦光功率下,布里渊增益谱宽约为26 MHz,激光器总腔长为6.6 m,确保了布里渊激光的SLM运行。结合残余泵浦光和布里渊激光得到双波长光纤激光输出,使用光纤Bragg光栅对放大后的泵浦光进行滤波,将双波长激光输出光的OSNR提升了28 d B。在线宽为915.10 Hz的泵浦激光激励下,得到的布里渊激光线宽为648.65 Hz。使用得到的窄线宽双波长光纤激光进行拍频,得到了频率为9.42 GHz的微波信号输出。3.通过对激光器系统中HNLF进行应变调制可以实现微波信号的扫频。将HNLF分别缠绕于定制的压电换能器（PZT）和步进电机光纤拉伸机构,分别探索了基于PZT和步进电机的HNLF应变调制的微波信号调谐方法;研究发现两种方法均可以实现微波信号的扫频调谐,PZT应变调制实现了最大51.43 MHz范围的频率扫描,步进电机应变调制实现了最大289.70 MHz范围的频率扫描,但PZT应变调制具有比步进电机应变调制更高的调谐分辨率,实际应用时需要针对不同需求确定需使用的微波信号扫频调谐方法。
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