被動鎖模光纖激光器及其應用研究.pdf

1、被動鎖模光纖激光器以其結構簡單和緊湊而倍受關注，是未來時分復用光通信系統(tǒng)、光傳感和光探測等的理想光源。本論文以被動鎖模光纖激光器為主要研究對象，包括雙波長被動鎖模光纖激光器、產生寬譜多脈沖的被動鎖模光纖激光器、被動諧波鎖模光纖激光器、基于對稱非線性光纖環(huán)形鏡被動鎖模光纖激光器及其在光纖長度測量上的應用。另外我們還首次提出和實現(xiàn)了可調諧自激發(fā)多波長布里淵光纖激光器。 被動鎖模光纖激光器是利用光纖非線性效應來實現(xiàn)鎖模的，所以其動力學

2、特性非常復雜，通常存在多種脈沖激光輸出模式。我們第一次直接從被動鎖模摻鉺光纖環(huán)形激光器中產生了雙波長脈沖，兩波長可以是三個波長帶(1560、1580、1610nm)中的任意兩個，而這三個波長帶正是能產生單波長脈沖的位置。由于脈沖間的相互作用，雙波長脈沖可以有各種不同的調制格式，調制頻率是由脈沖間的重疊程度決定的。它將是一種潛在的產生雙波長脈沖的簡單而直接的方法。 首次在基于非線性偏振旋轉的被動鎖模摻鉺光纖環(huán)形激光器中插入一段高非

3、線性色散位移光纖，得到了多脈沖平坦寬帶光譜。對多脈沖束縛態(tài)的時域和頻域動力學過程進行了研究。在一定的泵浦功率和合適的偏振態(tài)下，連續(xù)波分量被抑制時，產生的寬帶光譜最平坦。也只有在連續(xù)波被抑制的優(yōu)化狀態(tài)下，脈沖問的相互作用才能達到平衡。這種多脈沖平坦寬帶光譜具有很多潛在的應用，能夠用作光相干層析、光學傳感和光學探測等的脈沖寬帶光源。 構建了重復頻率高達1.2GHz的被動諧波鎖模摻鉺光纖激光器。據(jù)我們所知，重復頻率1.2GHz是至今為

4、止在被動鎖模摻鉺光纖激光器中達到的最高重復頻率。由于聲光效應，穩(wěn)定的被動諧波鎖模僅僅發(fā)生在一些特定的離散重復頻率上，這些離散頻率值相當于在光纖中傳播的光脈沖所激發(fā)的橫向聲波的共振頻率。實驗還證實存在兩種被動諧波鎖模的穩(wěn)定機制，而且它們在不同的重復頻率處起不同的作用。還首次觀察到了被動鎖模光纖激光器的一種新的操作模式，即多脈沖束縛諧波鎖模，從這種模式可以產生更高階的被動諧波鎖模脈沖。 研究了基于對稱非線性光纖環(huán)形鏡被動鎖模光纖激光