双波长单纵模掺铒光纤驻波激光器设计与实验研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kyleSun81
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近年来,光纤激光技术得到了迅猛发展,光纤激光器在精密测量和光纤通信等领域中都扮演了重要的角色。作为其中的一员,双波长单纵模光纤激光器也在许多领域发挥着关键性作用:在光纤通信中,激光器的输出波长与光纤通信窗口相吻合,并可以同时为两个信道提供光源;在激光测量中,激光器产生的拍频信号可作为测量信号的载波,适用于绝对距离干涉测量等应用。因此,针对双波长单纵模掺铒光纤激光器的研究和开发工作具有相当重要的价值。  本论文主要开展双波长单纵模掺铒光纤驻波激光器的设计与实验研究工作,其主要内容包括以下几个方面:  首先,简述了双波长单纵模光纤激光器的研究现状,分析了光纤激光器的基本理论和主要特性。  其次,介绍了光纤激光器常见的波长及纵模选择方法,并根据设计要求选择了合适的波长选择及纵模选择方案。设计了双波长单纵模掺铒光纤驻波激光器研究方案,并对该方案进行了可行性分析。从理论上分析了通过对保偏光纤光栅(PMFBG)中心波长随横向应力的变化规律的,设计了一种双波长单纵模光纤激光器的波长间隔调谐装置。  再次,对基于PMFBG的双波长单纵模掺铒光纤驻波激光器的输出特性进行了实验研究,重点研究了激光器的单纵模选择特性、双波长单纵模振荡特性,并实验验证了波长间隔调谐方法的可行性。实验研究结果表明:该驻波激光器能够稳定输出1550nm波段双波长单纵模激光,激光波长差主要取决于PMFBG的两个反射峰中心波长间隔,实验获得了1549.550nm和1549.908nm激光单纵模同时振荡输出。  最后,采用光纤偏振分束器(FPBS),设计了一种双驻波腔双波长单纵模掺铒光纤激光器研究方案,分析了该方案的可行性,并对其输出功率、振荡模式、偏振态等特性进行了实验研究,获得了正交线偏振双波长单纵模激光同时振荡输出,其振荡波长分别为1540.027nm,1550.2nm,波长差约为10nm,这主要取决于双FBG布拉格反射峰的中心波长之差。  总之,本论文设计的两种双波长单纵模掺铒光纤驻波激光器研究方案是可行的,为今后进一步研究其频差调谐、频差稳定及干涉测量技术奠定了坚实的基础。
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