鎖模光纖激光器及其應(yīng)用研究.pdf

1、超短脈沖光源是目前非線性光學(xué)、超快光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)非常活躍的前沿課題，也是實(shí)現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)超高速、大容量傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。因此，對(duì)產(chǎn)生超短脈沖的鎖模光纖激光器的理論和實(shí)驗(yàn)研究具有非常重要的意義。另外，波分復(fù)用(WDM)與光時(shí)分復(fù)用(OTDM)是目前擴(kuò)大光通信容量的有效途徑。積極探索鎖模光纖激光器在WDM 以及OTDM系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用，比如作為多波長超短脈沖光源、實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘提取與時(shí)鐘分頻等，也具有重大應(yīng)用價(jià)值。本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面

2、對(duì)鎖模光纖激光器進(jìn)行了較為深入細(xì)致的研究，并對(duì)其在WDM/OTDM中的應(yīng)用進(jìn)行了探索性研究，全文內(nèi)容如下：
　　 (1)針對(duì)8字形鎖模光纖激光器以及非線性偏振旋轉(zhuǎn)(NPR)鎖模光纖激光器，均利用了非線性薛定諤方程以及Ginzburg-Landau方程相結(jié)合建立了數(shù)學(xué)模型。通過利用分步傅里葉方法對(duì)兩個(gè)模型進(jìn)行了數(shù)值研究，分析了兩種激光器腔內(nèi)各元件參數(shù)對(duì)形成的鎖模脈沖中各參數(shù)的影響，模擬了鎖模脈沖在激光腔內(nèi)的形成過程。
　　

3、 (2)利用包含高非線性光纖和摻鉺光纖的非線性放大光環(huán)形鏡(NALM)構(gòu)成的8字形鎖模光纖激光器，在實(shí)驗(yàn)上得到了包括類噪聲脈沖、孤子脈沖以及綁定孤子脈沖的輸出。其中，類噪聲脈沖中含有的孤子分量其脈沖寬度為773fs，孤子脈沖的脈沖寬度為2.03ps。另外，在含有高非線性光纖的非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模光纖激光器中也得到了類噪聲脈沖輸出。
　　 (3)利用色散補(bǔ)償光纖(DCF)同基于單端半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的注入型主動(dòng)鎖模光纖激光器

4、相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)上得到了重復(fù)頻率為10GHz，脈沖寬度均在23.3ps附近的3波長鎖模脈沖同時(shí)輸出。通過增加額外的SOA 給環(huán)腔提供增益，得到了重復(fù)頻率為10GHz的6波長鎖模脈沖穩(wěn)定輸出。該多波長鎖模光纖激光器可以方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長的同時(shí)調(diào)諧，而且對(duì)外界注入光頻率及波長的漂移、對(duì)環(huán)腔長度的擾動(dòng)等都有很好的容忍度。另外，利用作為梳狀濾波器的光纖延時(shí)干涉儀同基于RSOA的注入型主動(dòng)鎖模光纖激光器相結(jié)合，也得到了重復(fù)頻率10GHz的5波長鎖模

5、脈沖輸出。在腔內(nèi)額外加入SOA 提供增益的情況下，波長數(shù)擴(kuò)展到了8個(gè)。
　　 (4)利用DCF 同基于RSOA的注入型主動(dòng)鎖模光纖激光器相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)上得到重復(fù)頻率為10GHz的注入時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定二階、三階以及四階全光時(shí)鐘分頻。該結(jié)構(gòu)對(duì)注入的時(shí)鐘脈沖信號(hào)不要求其本身就含有分頻分量。
　　 (5)對(duì)利用turbo-switch結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超寬帶(UWB)信號(hào)進(jìn)行了數(shù)值和實(shí)驗(yàn)研究。使用SOA的分段模型，數(shù)值上分析了利用級(jí)聯(lián)tur