可调谐窄线宽单频光纤激光器的研制

摘要

目前光纤通信应用中的光纤传感以其强抗干扰性和高可靠性，低廉的成本逐渐成为一种重要的传感方式。窄线宽单频输出的激光具有高相干性和单色性，光谱线宽很窄，到达1nm以内，相干距离可到数公里，有望在超高精与超远距离光纤传感领域有极广泛的应用。
　　近些年来，可调谐窄线宽单频光纤激光器作为高性能、低成本波长可调谐光源被用于长距离波分复用的光纤通信网络中。现有的调谐手段通常利用温度、应力、磁调谐、悬臂梁等方式对激光腔进行调谐，但是这些技术都存在着缺陷，这些缺陷可能会导致光纤光栅的损坏、产生啁啾效应或者是调谐非线性。
　　本文主要研制了一种基于PZT控制的线性可调谐窄线宽单频光纤激光器。用来增大调谐范围，提高调谐稳定性，优化调谐效率。旨在设计一种基于OFDR的光纤传感网络的光源。
　　本文首先简单介绍了基于OFDR技术的分布式光纤传感网络的原理及前景和可调谐窄线宽单频光纤激光器的工作原理及应用，接着对可调谐窄线宽单频光纤激光器的制作方法和过程作了详细介绍，其中包括光栅的写制过程以及整个激光器内部的连接过程等，然后分别设计了基于温度调谐和基于PZT调谐的光纤激光器实验并记录和分析实验数据，最后通过实验结果分析得出基于PZT调谐的DBR激光器输出激光不但具有单频和窄线宽等优良特性，而且在调谐特性方面具有调谐速度快、稳定性高、线性调谐、连续调谐等优点。
　　本文阐述了线性可调谐窄线宽单频光纤激光器的基础理论研究、优化设计和制作过程，使基于压电陶瓷的可调谐窄线宽激光器简化了结构，降低了成本，增大了调谐范围，实现了线性调谐和连续调谐，提高了分布式光纤传感系统的空间分辨率，为基于OFDR技术的分布式光纤传感系统提供了优质光源，并以此为基础为实现超长距离、高灵敏度的相干探测提供了理论依据。为今后可调谐全光纤激光器的研究和在分布式传感网络应用方面提供了现实依据。

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第一章 绪论

§1-1选题背景及意义

§1-2课题研究内容及方案

§1-3本文内容结构安排

第二章 可调谐光纤激光器的原理及制作方法

§2-1光纤激光器

§2-2可调谐DBR光纤激光器

§2-3 本章小结

第三章 基于温度调谐的可调谐光纤激光器实验研究

§3-1 实验原理及设计

§3-2 实验结果及分析

§3-3本章小结

第四章 基于PZT调谐的可调谐光纤激光器实验研究

§4-1 实验原理及设计

§4-2 实验结果及分析

§4-3 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果