基于在线型M-Z滤波器的可调谐掺铒光纤激光器的研究

摘要

随着大容量通信系统的蓬勃发展，激光光源的性能也取得明显进步。可调谐光纤激光器一直以来被视为波分复用系统中信道光源的理想选择，可以灵活的为不同波长的信道提供激光光源。这将为运营商提供更大的组网弹性，更高效的波长供应方案，并最终实现更低的成本，是实现智能光网络的一个重要手段。近年来，越来越多的学者把基于纤芯模与包层模之间模式干涉的在线型滤波器引入激光腔。基于在线型光纤滤波器的可调谐掺铒光纤激光器结构小巧，调谐方法灵活多样，具有广泛的实际应用意义。
　　本文对基于在线型光纤滤波器的可调谐光纤激光器进行了研究。主要内容包括：
　　1.对光纤激光器的研究意义，特点，分类进行总结，并分析了可调谐光纤激光器的研究现状和研究热点。介绍了基于在线型光纤滤波器的可调谐光纤激光器的兴起和研究现状，为在线型可调谐光纤激光器指明了研究方向。
　　2.首先概述了光纤激光器的基本原理，谐振腔原理；其次，分析了几种全光纤滤波器的结构及原理；再次，分析了在线型M-Z滤波器的结构及原理。
　　3.分别提出了基于在线型M-Z滤波器的串/并行结构的可调谐掺铒光纤激光器。基于在线型M-Z滤波器和Sagnac环滤波器串行结构的可调谐掺铒光纤激光器中，级联结构增大了边模抑制比。由于在线型M-Z滤波器的温度敏感特性，通过改变在线型M-Z滤波器周围的温度，实现四波长的可调谐输出。以其中一个波长为例，当温度从30℃上升到150℃时，输出激光从1548.5nm调谐到1557.4nm。基于在线型M-Z滤波器和光纤布拉格光栅并行结构的可调谐掺铒光纤激光器中，将在线型M-Z滤波器周围的温度从30℃上升到190℃时，在线型M-Z支路的激光输出从1539.9nm调节到1551.1nm。通过调节VOA，调节两个支路的损耗差，实现输出激光单双波长可开关。
　　4.提出了一种在线型M-Z滤波器和传统M-Z滤波器级联结构的可调谐掺铒光纤激光器。将在线型M-Z滤波器封装在注满磁流体的封装管内，利用在线型M-Z滤波器对周围环境折射率敏感的特性，通过改变U型磁铁到封装管的距离来改变磁流体周围的磁场强度，从而改变磁流体的折射率，实现输出激光的可调谐输出。当磁场强度从0mT增加到21mT，输出激光中心波长从1528.7nm调谐到1526.6nm。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 光纤激光器的概述

1.3 可调谐光纤激光器的研究与发展

1.4 本文主要研究内容及主要工作

第二章 光纤激光器及光纤滤波器基本原理

2.1 引言

2.2 光纤激光器原理

2.3 全光纤滤波器原理

2.4 在线型M-Z滤波器原理

2.5 本章小结

第三章 基于在线型M-Z滤波器串/并行结构的可调谐掺铒光纤激光器

3.1 引言

3.2 基于在线型M-Z和Sagnac环串行结构的可调谐掺铒光纤激光器

3.3 基于在线型M-Z和FBG并行结构的可调谐掺铒光纤激光器

3.4 本章小结

第四章 基于在线型M-Z滤波器磁调谐特性的可调谐掺铒光纤激光器

4.1 引言

4.2 在线型M-Z滤波器磁场可调谐特性

4.3 基于在线型M-Z滤波器磁调谐特性的可调谐掺铒光纤激光器

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢