基于拉錐光纖分布瑞利散射的窄線(xiàn)寬光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、窄線(xiàn)寬（kHz量級(jí)）激光器由于其超長(zhǎng)的相干長(zhǎng)度和極低的相位噪聲，在密集波分復(fù)用DWDM、光學(xué)傳感、光學(xué)探測(cè)和微波光子學(xué)等領(lǐng)域具有很大的前景。單縱模窄線(xiàn)寬光纖激光器其輸出激光中只包含一個(gè)縱模形式，因此激光輸出線(xiàn)寬即為單縱模線(xiàn)寬。利用光纖中的瑞利散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的單縱模窄線(xiàn)寬激光線(xiàn)寬可窄至-810nm，比窄線(xiàn)寬DFB激光器的線(xiàn)寬甚至可以窄兩個(gè)數(shù)量級(jí)，比目前光通信中應(yīng)用的信號(hào)光源線(xiàn)寬甚至窄5個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　該論文的研究?jī)?nèi)容即為基于高受激布里

2、淵閾值拉錐光纖中瑞利散射的單縱模窄線(xiàn)寬光纖激光器。主要工作如下：
　　從理論出發(fā)，調(diào)研了光纖中布里淵散射和瑞利散射的理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)描述了光纖瑞利散射線(xiàn)寬壓窄的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)測(cè)量了一定長(zhǎng)度單模光纖的受激布里淵閾值，來(lái)驗(yàn)證理論計(jì)算值。介紹了幾種行之有效的抑制光纖中受激布里淵的方法，并根據(jù)布里淵散射產(chǎn)生的機(jī)理及影響布里淵散射的因素，確定出本論文將要采用的抑制光纖中受激布里淵散射的方法：拉制纖芯直徑周期分布變化的拉錐光纖以改變聲模場(chǎng)從而抑制受

3、激布里淵的產(chǎn)生。
　　介紹了幾種常用的窄線(xiàn)寬激光的線(xiàn)寬測(cè)量方法，著重介紹本論文將要采用的延時(shí)頻移自外差法，并進(jìn)行了公式推導(dǎo)，計(jì)算出測(cè)量指定量級(jí)激光線(xiàn)寬所需的延時(shí)光纖的最短理論長(zhǎng)度。最后對(duì)特定激光線(xiàn)寬采用不同長(zhǎng)度延時(shí)光纖進(jìn)行自外差法測(cè)量，對(duì)比不同長(zhǎng)度延時(shí)光纖對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，當(dāng)延時(shí)光纖的長(zhǎng)度小于激光的相干長(zhǎng)度時(shí)，由延時(shí)自外差法測(cè)得的功率譜存在邊帶波紋，測(cè)量誤差較大。隨著延時(shí)光纖長(zhǎng)度增長(zhǎng)，測(cè)得的功率譜向洛倫茲線(xiàn)型收斂，測(cè)得的激光線(xiàn)寬也

4、逐漸收斂于激光實(shí)際線(xiàn)寬。
　　利用拉制的高受激布里淵閾值的拉錐光纖作為分布反饋介質(zhì)，進(jìn)行了環(huán)形腔光纖激光器的實(shí)驗(yàn)。文中詳細(xì)介紹了拉錐光纖的拉制過(guò)程，最終拉制出長(zhǎng)150m，每隔5m一段錐區(qū)共30段錐區(qū)，每個(gè)錐區(qū)長(zhǎng)度約2cm，束腰直徑約80μm的高受激布里淵閾值光纖，經(jīng)測(cè)量該拉錐光纖的損耗僅1dB，受激布里淵閾值提高了近10dB。經(jīng)微調(diào)腔內(nèi)損耗和泵浦功率，該激光器穩(wěn)定輸出了3dB線(xiàn)寬25kHz的單縱模激光。后又對(duì)環(huán)形腔進(jìn)行改進(jìn)，引入自