DFB激光器的調(diào)諧動態(tài)特性及測量方法研究.pdf

1、DFB激光器的調(diào)諧動態(tài)特性及測量方法研究激光器的調(diào)諧動態(tài)特性及測量方法研究ResearchontheDynamicTuningacteristicsofDFBLasersItsMeasurementMethods一級學(xué)科：儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科專業(yè)：測試計量技術(shù)及儀器研究生：劉景旺指導(dǎo)教師：胡小唐教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一二年五月摘要分布反饋（DistributedFeedbackDiodeLasers，DFB）二極管激光器

2、是性能優(yōu)異的窄線寬、動態(tài)單模、波長可調(diào)諧激光器，被廣泛應(yīng)用于光通信、光傳感和光測量等技術(shù)領(lǐng)域。作為系統(tǒng)核心器件，DFB激光器調(diào)諧的動態(tài)特性，包括動態(tài)邊模抑制比、動態(tài)波長、動態(tài)線寬等特性，影響系統(tǒng)的整體性能，對其進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測十分必要。然而，由于調(diào)諧的動態(tài)特性瞬息萬變，要求測量儀器必須具備高分辨率和極快響應(yīng)速度等性能，常規(guī)方法均難以達(dá)到測量要求。此外，由于DFB激光器電流調(diào)諧的非線性，加之調(diào)諧動態(tài)特性測量的困難，導(dǎo)致激光器調(diào)諧的波長特性描述

3、尚缺少數(shù)學(xué)模型。論文提出了激光器調(diào)諧動態(tài)特性的光纖延時自外差測量方案，理論分析了測量動態(tài)波長及線寬的可行性，搭建了測量系統(tǒng)，實(shí)驗研究了DFB激光器調(diào)諧的動態(tài)波長和線寬特性。此外，從二極管激光器調(diào)諧機(jī)理出發(fā)，提出了激光器調(diào)諧的波長解析模型，利用光譜儀測量四個不同廠家DFB激光器穩(wěn)態(tài)模譜特性，辨識出解析模型的六個參數(shù)。利用可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)測量CO2氣體在1582nm附近的8吸收線，與HITRAN譜庫中CO2氣體標(biāo)準(zhǔn)吸收線位置比對，驗證

4、了波長解析模型的有效性。主要的工作內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下三個方面：1、調(diào)諧動態(tài)特性的測量方法：研究了二極管激光器在快速調(diào)諧過程中的動態(tài)波長及線寬特性，提出一種基于MachZehnder干涉儀的光纖延時自外差法（fiberdelayedselfheterodyneinterferometer，F(xiàn)DSHI）測量方案，測量了DFB激光器在鋸齒波電流調(diào)諧下的動態(tài)波長及線寬特性。同時，利用CO2氣體的2條吸收譜線與HITRAN譜庫中吸收線位置比對，

5、辨識出激光器的動態(tài)波長，該吸收線確定的波長值具有絕對可靠性，將FDSHI系統(tǒng)得到的動態(tài)波長測量值與之比較，二者誤差僅為0.001nm，驗證了調(diào)諧動態(tài)特性FDSHI測量方法的有效性。2、得到了DFB激光器調(diào)諧動態(tài)線寬的最佳范圍：應(yīng)用FDSHI實(shí)驗系統(tǒng)，測量了DFB激光器的動態(tài)線寬特性，實(shí)驗結(jié)果表明，在整個調(diào)諧電流范圍內(nèi)，激光器動態(tài)線寬隨注入電流先變窄后又增寬，工作電流為最大電流的0.6倍左右時，激光器的動態(tài)線寬最窄，激光器動態(tài)線寬最佳工作