基于光纖光柵陣列的任意波形光脈沖產(chǎn)生及其特性的研究.pdf

1、近年來(lái)，由于超短光脈沖技術(shù)的進(jìn)步及光無(wú)源器件的發(fā)展，研究人員提出了任意波形光脈沖產(chǎn)生技術(shù)，利用超短光脈沖的可調(diào)諧變量來(lái)改變輸出脈沖的波形和重復(fù)頻率，在許多領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景，如高分辨率相干控制光譜學(xué)，T比特每秒的高速光通信系統(tǒng)，寬帶脈沖傳感，光雷達(dá)系統(tǒng)，任意微波信號(hào)產(chǎn)生等。目前，人們正在為實(shí)現(xiàn)真正意義上的任意光脈沖產(chǎn)生，即高分辨率動(dòng)態(tài)可調(diào)的脈沖整形裝置開展廣泛的研究。
　　 本文首先闡述了任意波形光脈沖產(chǎn)生技術(shù)及相關(guān)光器件的

2、基本原理，然后討論并分析了利用色散漸減光纖環(huán)鏡壓縮雙頻拍頻光產(chǎn)生高質(zhì)量的光梳;設(shè)計(jì)了兩種基于光纖布拉格光柵陣列的任意光脈沖產(chǎn)生裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的光脈沖整形。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于:利用色散漸減光纖環(huán)鏡來(lái)壓縮雙頻拍頻光獲得可調(diào)諧的高重復(fù)頻率的光梳;利用雙光柵陣列之間的干涉作用實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光梳的幅度的逐行控制;利用光纖拉伸器的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光梳的幅度和相位的動(dòng)態(tài)控制;只利用了簡(jiǎn)單的均勻光纖布拉格光柵來(lái)控制譜線，而不需要復(fù)雜的反射率和相移調(diào)制的非均

3、勻光纖光柵;構(gòu)建了連續(xù)的全光纖整形器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗低。
　　 本文主要工作包括以下內(nèi)容:
　　 (1)簡(jiǎn)介了光脈沖整形技術(shù)的背景和實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)闡述了任意光脈沖產(chǎn)生技術(shù)中的頻域操作方法，即基于傅里葉變換原理的逐行脈沖整形方法，并簡(jiǎn)述了光纖布拉格光柵(FBG)濾波的原理，光纖拉伸器(FS)的相位控制原理及光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生方法。
　　 (2)研究了利用色散漸減光纖環(huán)鏡壓縮雙頻拍頻光產(chǎn)生可調(diào)諧高重復(fù)頻率光梳的系統(tǒng)，通

4、過(guò)分析色散漸減光纖的色散斜率、耦合器的分光比及輸入光功率和波形的影響，我們選擇了最佳的參數(shù)來(lái)獲得譜線數(shù)眾多的光梳作為任意波形光脈沖產(chǎn)生裝置的光源。
　　 (3)設(shè)計(jì)了雙陣列光纖布拉格光柵的任意波形光脈沖產(chǎn)生裝置，幅度控制由FS調(diào)節(jié)兩陣列反射的信號(hào)之間的相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)，相位控制由FS調(diào)節(jié)每個(gè)陣列反射的信號(hào)的相移來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用軟件仿真得到了各種波形，如周期性高斯、矩形光脈沖，復(fù)雜的高斯光脈沖序列等。
　　 (4)分析了雙陣列光纖

5、布拉格光柵的整形裝置中各種因素對(duì)整形性能的影響:FS引入的相位誤差;FBG的中心反射波長(zhǎng)的漂移;輸入譜線的線寬及線型;FBG的排列方式。最后得到了相應(yīng)的變化規(guī)律，得到了誤差和失真度的范圍，并對(duì)結(jié)構(gòu)做了相應(yīng)的改進(jìn)來(lái)獲得高質(zhì)量的輸出脈沖。
　　 (5)設(shè)計(jì)了三陣列光纖布拉格光柵的任意波形光脈沖產(chǎn)生裝置，其中幅度控制器不受相位控制器的影響，使得FS的調(diào)節(jié)更為簡(jiǎn)單和靈活，容忍更大的相位誤差，并可利用相位控制器進(jìn)行相位補(bǔ)償。利用軟件仿真得