基于隨機(jī)反饋的多波長(zhǎng)光纖激光器.pdf

1、隨機(jī)分布反饋光纖激光器(RDFFL)是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一種新型光纖激光器。其在結(jié)構(gòu)上區(qū)別于傳統(tǒng)激光器，即無(wú)固定的反射鏡，因此制造技術(shù)簡(jiǎn)單。同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的、低空間相干的、多波長(zhǎng)的連續(xù)激光輸出，被認(rèn)為是一種重要的新型光源，可用于非線性光學(xué)、光通信和傳感等領(lǐng)域。本文以摻鉺光纖和受激布里淵散射為混合增益，研究并實(shí)現(xiàn)了三種隨機(jī)分布反饋摻鉺光纖激光器。
　　1、提出并實(shí)驗(yàn)研究了一種基于受激布里淵散射和摻鉺光纖混合增益的多波長(zhǎng)隨機(jī)光纖激光

2、器，對(duì)其輸出特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。該激光器選用兩段長(zhǎng)為20km的單模光纖組成全開(kāi)放腔結(jié)構(gòu)，利用單模光纖的瑞利散射提供隨機(jī)光反饋。結(jié)果表明，提出的隨機(jī)光纖激光器具有激射閾值，當(dāng)EDF增益高于閾值時(shí)，輸出激光功率和增益有線性關(guān)系從而證明是激光輸出。當(dāng)摻鉺光纖泵浦功率達(dá)到最大的433mW，明顯高于閾值時(shí)，激光器兩端的最大輸出功率為1.60mW和1.68mW。獲得穩(wěn)定的一階和二階隨機(jī)激光輸出與布里淵泵浦光波長(zhǎng)間隔分別約為0.088nm和0.17

3、4nm，3dB線寬約為0.022nm，峰值強(qiáng)度和位置基本不隨時(shí)間而變化。
　　2、第一種結(jié)構(gòu)因?yàn)槭褂昧送耆_(kāi)放腔，只實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)波長(zhǎng)的穩(wěn)定輸出。為了進(jìn)一步提高增益并增加激發(fā)的波長(zhǎng)數(shù)，本課題組提出了一種通過(guò)啁啾光柵的反射與瑞利散射結(jié)合起來(lái)的半開(kāi)放腔的多波長(zhǎng)布里淵摻鉺隨機(jī)光纖激光器，并用實(shí)驗(yàn)成功驗(yàn)證。由于該結(jié)構(gòu)中啁啾光柵的反射率超過(guò)95％，絕大部分光在光柵處都予以反射，因而此處的反饋信號(hào)遠(yuǎn)強(qiáng)于瑞利散射，相當(dāng)于瑞利散射和受激布里淵散射共同

4、充當(dāng)了虛擬反射鏡。因此半開(kāi)放腔的效率比完全開(kāi)放腔較高，并產(chǎn)生了5個(gè)波長(zhǎng)同時(shí)輸出。同時(shí)，第一通道和第四通道峰值功率差較小而且奇數(shù)和偶數(shù)斯托克斯線之間沒(méi)有明顯的峰值功率差。我們課題組提出的隨機(jī)光纖激光器結(jié)構(gòu)雖然實(shí)現(xiàn)了多波長(zhǎng)穩(wěn)定輸出，但是因?yàn)槭褂昧诉惫鈻?，從而使激光器的總帶寬和布里淵泵浦波長(zhǎng)范圍受到了限制。因此在此基礎(chǔ)之上，我們進(jìn)一步提出了一種具有可調(diào)諧特性的半開(kāi)放腔多波長(zhǎng)隨機(jī)光纖激光器，利用單模光纖和環(huán)形結(jié)構(gòu)組成半開(kāi)放腔結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變布里

5、淵泵浦激光波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)輸出隨機(jī)激光的可調(diào)諧特性。研究結(jié)果表明，當(dāng)布里淵泵浦波長(zhǎng)為1550.01nm時(shí)，該激光器最多可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)波長(zhǎng)的隨機(jī)激光輸出，且可以通過(guò)控制摻鉺光纖放大器的輸出功率來(lái)精確控制輸出隨機(jī)激光波長(zhǎng)數(shù)目，其一階至四階斯托克斯光的閾值功率分別為12mW，31.6mW，73mW，610mW。其中，一階斯托克斯光的斜率效率可達(dá)12.5%。固定摻鉺光纖放大器的輸出功率為631mW時(shí)，隨著隨機(jī)分布反饋光纖長(zhǎng)度的增加， 隨機(jī)激光輸