环形腔光纤激光器中光谱边带特性研究

摘要

飞秒光纤激光器是超短脉冲激光器领域一种新兴的研究课题，其不仅在未来OTDM、光孤子通信和传感系统中有着广阔的应用前景，而且在超快领域、医学成像、光电、A/D采样及光谱分析测量等领域有着重要的应用。然而对于1.55μm波段锁模光纤激光器，其输出光谱都出现光谱边带效应。本论文主要围绕环形腔光纤激光器的光谱特性开展研究，其中重点研究了锁模光纤激光器光谱边带的物理机制，主要内容为：
　　 1.介绍了光纤通信的发展以及国内外关于光纤激光器光谱边带特性的研究概况。
　　 2.介绍了光纤激光器的基本原理和分类，分析了锁模激光器的物理机制，并详细分析了非线性偏振旋转技术等效快速可饱和吸收体实现被动锁模的原理，阐述了光纤激光器输出光谱存在边带效应的现象。
　　 3.分析了锁模光纤激光器产生光谱边带效应的原因，理论上对光纤中传输的孤子光波通过非线性偏振旋转装置后的透射率与光强及其偏振态的关系进行了研究。研究结果表明，当调节偏振控制器方向和最强光波的偏振态一致时，可以等效为可饱和吸收体而实现被动锁模输出无边带的超短脉冲；当偏振控制器方向和最强光波的偏振态不一致时，激光器会输出附有边带的光谱脉冲。
　　 4.搭建了环形腔被动锁模掺铒光纤飞秒激光器实验平台，通过调节偏振控制器至不同的角度，发现了边带级数在光谱左右出现的多少及其不对称性的特性，并对左右级数的边带的偏移量和强度进行了测量，实验验证了上述理论分析的正确性。
　　 本论文的光谱边带特性的研究对于深入理解光谱边带的物理学机制、如何利用边带效应测量光纤色散以及如何消除光谱边带等都具有重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 光纤非线性和色散作用

1．2．1 光纤的非线性特性

1．2．2 光纤非线性效应的重要性

1．2．3 光纤的色散作用

1．3 国内外对光纤激光器边带研究现状

1．3．1 光纤激光器中的边带

1．3．2 光纤激光器中的次边带

1．4 本论文的主要工作

第二章 光纤激光器的基本原理与技术

2．1 光纤激光器的分类

2．2 光纤激光器的基本原理

2．3 锁摸的物理机制

2．4 被动锁模光纤激光器的非线性偏振旋转技术

2．4．1 可饱和吸收体的被动锁模作用

2．4．2 非线性偏振旋转技术NPR

2．4．3 光谱边带效应

2．5 本章小结

第三章 环形腔光纤激光器中光谱边带不对称性的理论分析

3．1 光谱边带效应产生的原因

3．2 产生光谱边带效应的理论模型

3．3 本章小结

第四章 环形腔光纤激光器中光谱边带特性的实验研究

4．1 实验装置及原理

4．2 实验结果与分析

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

硕士期间发表的文章

致谢