多波長摻鉺光纖激光器研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)步入信息化時(shí)代,對(duì)通信的需求呈現(xiàn)飛速增長的趨勢(shì),波分復(fù)用(WDM)通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前,WDM系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)出以下兩大趨勢(shì)：一方面,WDM正在由點(diǎn)到點(diǎn)傳輸系統(tǒng)向WDM全光網(wǎng)發(fā)展。光分插復(fù)用器(OADM)能夠在光域上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的上下載,克服了傳統(tǒng)技術(shù)的電子瓶頸,是實(shí)現(xiàn)WDM全光網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。另一方面,WDM通信系統(tǒng)正朝著信道數(shù)目越來越多的方向發(fā)展。為了降低成本,以多波長激光器作為通信系統(tǒng)光源成為必由之路。在各類多波長激光器中,

2、多波長摻鉺光纖激光器(MW-EDFL)以其眾多優(yōu)點(diǎn)成為了研究熱點(diǎn)。 本論文的選題來源于國家973項(xiàng)目“基于微結(jié)構(gòu)光纖的光電子功能器件的創(chuàng)新與基礎(chǔ)研究”(2003CB314906)和天津市自然科學(xué)基金項(xiàng)目“新型多功能集成光子晶體光纖Raman放大器”(06YFJZJC00300)等項(xiàng)目,主要以多波長摻鉺光纖激光器為研究對(duì)象,進(jìn)行了相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。完成的主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下： 1 闡述了線形腔光纖激光器和環(huán)形腔光纖激光器

3、的基本理論和多波長摻鉺光纖激光器穩(wěn)定振蕩的條件,總結(jié)了幾種實(shí)現(xiàn)多波長摻鉺光纖激光器的穩(wěn)定振蕩的方法。 2 對(duì)保偏光纖光柵的光譜特性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,通過在摻鉺光纖環(huán)形激光腔中引入偏振燒孔和頻譜燒孔效應(yīng),利用一個(gè)雙折射布拉格光纖光柵,在室溫下得到了波長間隔小于0.1nm、工作穩(wěn)定的兩波長和三波長的可開關(guān)摻鉺光纖激光輸出。通過調(diào)節(jié)激光腔中的偏振控制器,得到了最小間隔為0.032nm的兩波長激光輸出,其最大功率波動(dòng)小于0.5dB。

4、 3 對(duì)取樣光纖光柵的光譜特性和非線性光纖環(huán)鏡的工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出利用高雙折射取樣光纖光柵作為波長選擇元件,由高非線性光子晶體光纖組成的非線性光纖環(huán)鏡作為穩(wěn)頻機(jī)制的可開關(guān)多波長摻鉺光纖激光器。實(shí)現(xiàn)了波長間隔0.4nm和0.8nm之間可開關(guān)的多波長激光輸出,各激射波長處的最大功率波動(dòng)小于0.2dB。 4 提出利用高雙折射光子晶體光纖組成的光纖環(huán)鏡作為波長選擇器件,非線性光纖環(huán)鏡作為穩(wěn)頻元件的可調(diào)諧多波長摻鉺光纖激光

5、器。實(shí)現(xiàn)了室溫穩(wěn)定、0.078nm波長間隔,3dB帶寬內(nèi)60個(gè)波長的同時(shí)激光振蕩,各激射波長處的最大功率波動(dòng)小于0.2dB,并且通過調(diào)整腔內(nèi)的偏振控制器,可以實(shí)現(xiàn)波長位置的調(diào)諧。 5 利用單個(gè)普通的Bragg光纖光柵,通過將其一部分帖置于等強(qiáng)度梁上并施加應(yīng)力的方法,得到了窄線寬多透射峰的光纖濾波器,并將這一濾波器應(yīng)用于環(huán)形腔摻鉺光纖激光器中,實(shí)現(xiàn)了室溫穩(wěn)定的窄線寬兩波長和三波長的摻鉺光纖激光輸出,其波長間隔為0.094nm,激射波長處的