【摘 要】
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基于光纤中四波混频的光纤光学参量振荡器（Fiber Optical Parametric Oscillator,FOPO）可以在新的波段实现可调谐输出,在遥感、自由空间通信、生物医学诊断等领域具有广泛应用。为进一步降低连续波FOPO阈值泵浦功率,提高FOPO性能,本文分别对基于级联单模–多模–单模（Single-mode–Multimode–Single-mode,SMS）光纤结构的双谐振FOPO
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基于光纤中四波混频的光纤光学参量振荡器（Fiber Optical Parametric Oscillator,FOPO）可以在新的波段实现可调谐输出,在遥感、自由空间通信、生物医学诊断等领域具有广泛应用。为进一步降低连续波FOPO阈值泵浦功率,提高FOPO性能,本文分别对基于级联单模–多模–单模（Single-mode–Multimode–Single-mode,SMS）光纤结构的双谐振FOPO和可调谐连续波FOPO开展了研究工作。具体研究内容如下:1.对光纤中的四波混频进行理论分析,并通过数值模拟分析了泵浦波长、功率、光纤非线性系数、长度和色散参量对参量增益谱的影响。2.对光纤中的多模干涉进行理论分析,并通过数值模拟分析了多模光纤长度、纤芯尺寸以及轴向应力对SMS光纤结构滤波特性的影响。3.搭建了单谐振FOPO和双谐振FOPO实验装置。在双谐振FOPO中,在闲频光所在的环内加入级联SMS光纤结构以抑制所需闲频光以外的波长组分。研究了两种结构FOPO的输出特性,与单谐振FOPO相比,双谐振FOPO阈值泵浦功率降低了10.5%。4.搭建了基于级联SMS光纤结构的可调谐连续波FOPO实验装置。闲频光在FOPO腔内循环,信号光全部输出。将级联SMS光纤结构作为滤波器插入到环形腔内,并通过对SMS光纤结构中的多模光纤施加拉力实现了FOPO在1642.5-1655.4 nm范围内可调谐输出。波长为1642.5 nm的信号光最大输出功率为0.5 W,调谐过程中,级联SMS光纤结构的插入损耗小于2 d B,总的腔损耗小于5 d B。
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