基于特種光纖濾波器的光纖激光器的研究.pdf

1、高性能的單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)和多波長(zhǎng)光纖激光器在高速大容量的光通信系統(tǒng)、光載無(wú)線通信系統(tǒng)、相干光通信系統(tǒng)及光傳感網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。而性能好、穩(wěn)定性高、成本低、制作容易且易于集成的光纖濾波器，是高性能的單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)和多波長(zhǎng)光纖激光器中的關(guān)鍵器件。
　　本論文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和北京交通大學(xué)優(yōu)秀博士生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目，以新型光纖濾波器研究為突破口，對(duì)基于特種光纖的幾種新型濾波器開(kāi)展深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究，并基于研制的幾種新

2、型的濾波器，進(jìn)行了單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)和多波長(zhǎng)光纖激光器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下:
　　1.提出了基于不對(duì)稱(chēng)雙芯光纖的雙通道M-Z干涉型濾波器(DPMZI-ATCF)，旨在提高雙波長(zhǎng)激光器的性能。應(yīng)用傳輸特性法建立了濾波器的分析模型，理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究了濾波器的反射譜特性，獲得具有相同波長(zhǎng)間隔和不同反射率的梳狀譜?；谠摓V波器設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)制作了一種單雙波長(zhǎng)可切換的摻鉺光纖激光器，獲得了邊模抑制比大于62.47 dB、

3、波長(zhǎng)間隔在0.155 nm～4.041 nm可調(diào)的雙波長(zhǎng)激光輸出。該激光器為微波光子學(xué)的光生毫米波技術(shù)提供了一個(gè)較理想的光源。
　　2.基于保偏光纖的雙通道M-Z干涉儀濾波器(DPMZI-PMF)，提出并實(shí)驗(yàn)研制了一種單雙波長(zhǎng)可切換的摻鉺光纖激光器結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)整偏振控制器，獲得了單雙波長(zhǎng)可切換激光輸出，單波長(zhǎng)激光3dB線寬為0.0146 nm，邊模抑制比高達(dá)69.55 dB，而雙波長(zhǎng)激光邊模抑制比大于64.0 dB，可調(diào)諧的波長(zhǎng)間

4、隔范圍得到進(jìn)一步拓展，最小波長(zhǎng)間隔降低到為0.084nm，最大波長(zhǎng)間隔增加到4.28 nm。
　　3.提出并實(shí)驗(yàn)制作一種單雙波長(zhǎng)可切換和可調(diào)諧摻鉺光纖激光器。采用透射型環(huán)形濾波器(TRT)/反射型環(huán)形濾波器(RRT)和DPMZI-PMF濾波器組合而成的復(fù)合濾波器。通過(guò)調(diào)整偏振控制器，實(shí)現(xiàn)單雙波長(zhǎng)可切換和可調(diào)諧激光輸出。單、雙波長(zhǎng)分別在1561.03 nm～1569.16 nm和1563.57 nm～1568.88 nm寬范圍內(nèi)可調(diào)

5、，同時(shí)，雙波長(zhǎng)的波長(zhǎng)間隔在0.01 nm～4.34 nm范圍內(nèi)可調(diào)諧，而且雙波長(zhǎng)激光峰值功率具有均衡性。和其他方法相比，實(shí)現(xiàn)具有相同峰值功率輸出的雙波長(zhǎng)激光。該結(jié)構(gòu)激光器輸出穩(wěn)定、易于控制、較低成本等優(yōu)點(diǎn)。
　　4.提出并研制出一種基于復(fù)合濾波器的具有高邊模抑制比的穩(wěn)定可調(diào)的單波長(zhǎng)摻鉺光纖激光器。采用高精細(xì)光纖(HF-F)濾波器和DPMZI-PMF濾波器組成的復(fù)合濾波器，實(shí)現(xiàn)線偏振的邊模抑制比高達(dá)72.11 dB的單波長(zhǎng)激光輸出，

6、而且輸出激光波長(zhǎng)在1560.37 nm到1568.56 nm范圍內(nèi)可調(diào)諧。該激光器在光通信系統(tǒng)、長(zhǎng)距離光傳感網(wǎng)絡(luò)及光測(cè)量等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
　　5.提出了基于非線性旋轉(zhuǎn)效應(yīng)(NPR)穩(wěn)定可切換的線型腔多波長(zhǎng)光纖激光器。采用搭建對(duì)稱(chēng)的非線性環(huán)鏡產(chǎn)生的NPR效應(yīng)，有效地抑制了摻鉺光纖中的均勻展寬效應(yīng)，結(jié)合不對(duì)稱(chēng)雙芯光纖(ATCF)濾波器作為波長(zhǎng)選擇器，實(shí)現(xiàn)多達(dá)52個(gè)波長(zhǎng)、平均消光比為32 dB的多波長(zhǎng)激光輸出。該激光器可以作為