高功率光纖激光器及其相干合成技術(shù)的研究.pdf

1、“信息爆炸”刺激了全球通信業(yè)務(wù)的瘋狂增長，同時(shí)對通信網(wǎng)傳遞信息的能力提出了更高的要求。密集波分復(fù)用(DWDM)和光時(shí)分復(fù)用(OTDM)是實(shí)現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)升級擴(kuò)容的有效途徑，而多波長信號及高重復(fù)頻率的超短光脈沖的產(chǎn)生則是與其相對應(yīng)的兩種關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，由于軍事、工業(yè)加工、以及空間通信的需求，對光纖激光器的功率提高日趨迫切。本論文從理論與實(shí)驗(yàn)兩個方面對相干合成技術(shù)在雙包層光纖激光器以及摻鉺單模光纖激光器上做了較為深入的研究；同時(shí)對多波長光纖

2、激光器以及波長窄化進(jìn)行了較為細(xì)致的研究。得到了一些有意義的成果。主要包括： 1、發(fā)現(xiàn)3dB光纖環(huán)鏡的精細(xì)波長分割作用，并利用這種分割機(jī)制，研制成功一種窄線寬、雙波長可轉(zhuǎn)換的摻鉺光纖激光器。 2、利用未受泵浦的摻鉺光纖以及寬帶高反射率的光纖布喇格光柵做自動跟蹤濾波器，當(dāng)穿行其中的激光信號構(gòu)成駐波時(shí)，出現(xiàn)了空間燒孔效應(yīng)，從而抑制了多縱模的產(chǎn)生，引入高雙折射光纖環(huán)鏡做梳狀波長濾波器。進(jìn)而利用二者之間的卷積效應(yīng)，研制中一種新穎的

3、窄線寬多波長的光纖激光器。 3、提出在Miehelson式結(jié)構(gòu)中引入起偏器，使激光相干合成效果得到了進(jìn)一步的提高，而且從理論上定性分析了引入起偏器的必要性。提出在Michelson式耦合結(jié)構(gòu)中僅啟用一個光纖布拉格光柵同時(shí)做為共腔反射鏡以及波長濾波器，發(fā)現(xiàn)在同樣的泵浦功率下，光柵反射率越高，合成輸出的功率越高，為進(jìn)一步探索高功率光纖激光器的相干合成提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 4、在3的基礎(chǔ)上利用一個光纖布喇格光柵做為共腔反射鏡以及

4、波長濾波器，實(shí)現(xiàn)了主動鎖模摻鉺光纖激光器，獲得了較高重復(fù)頻率的對稱的明、暗脈沖激光。同時(shí)在不引入其他外加均衡機(jī)制的情況下，獲得了高重復(fù)頻率的均衡二階有理數(shù)諧波鎖模。 5、對大模場面積的雙包層摻鐿光纖激光器進(jìn)行了以下研究：(1)在大模場面積的雙包層光纖上直接寫制低反射率的布喇格光柵做信號輸出腔鏡，實(shí)現(xiàn)了窄線寬、多波長的雙包層光纖激光器；(2)基于相干合成的需要，自制1060nm的小信號(16mW)源，利用大模場面積的摻鐿雙包層光纖