利用光纤光栅实现光学双稳态的研究

摘要

光学双稳态(Optical Bistability)是指光源在一定的入射范围内照射入非线性介质时，一个输入光强产生了两个稳定的输出光强，并且这二者能通过光信号控制实现相互的转换。它是物理光学中十分重要的一个光学现象，它的出现为光开关、光计算、光储存等领域带来了巨大的影响。
　　本论文利用光纤光栅的非线性调制特性，用它作为双稳装置的非线性调制器，并且搭建相应的光电反馈回路，通过调变偏置电压、输入光强、反馈回路的放大器增益，分别获得利用单个光纤光栅实现的双稳运转以及多个光纤光栅的双稳运转。并用MATLAB软件进行各运转状态下的数值模拟，并对模拟出来的图形和结果进行讨论。将具体的实验数据进行记录、实验图像进行保存，并对双稳实验数据进行分析。用光纤光栅的双稳特性制成的传感器，可以进行许多物理参量的监测（例如温度、应力等），可以满足多种传感测量需求，并且能够大大降低成本。作为以光控光的电子器件它将发挥出更多优势，发展也将越来越蓬勃。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 光学双稳态系统

1．2．1 光学双稳态的发展史

1．2．2 光学双稳态的应用

1．3 光学双稳器件的类型

1．3．1 色散型光学双稳态器件

1．3．2 吸收型光学双稳态器件

1．3．3 混合型光学双稳态器件

1．3．4 双模光学双稳

1．4 论文工作的主要内容

第2章 光学双稳态的理论基础

2．1 光学双稳态的概念及实现条件

2．2 光学双稳态的数学模型

2．3 光电混合型光学双稳态的物理机制

2．4 实现光电混合型光学双稳态对调制曲线的要求

2．5 不同双稳运转模式下的数值模拟讨论

2．6 本章小结

第3章 利用单个光纤光栅实现的频域光学双稳态的研究

3．1 光纤光栅简介

3．1．1 光纤光栅的光谱特性

3．1．2 光纤光栅的非线性效应

3．1．3 光纤布拉格光栅的基本光学参数

3．2 实验装置

3．3 实验原理

3．4 实现光学双稳态的方法及相应的实验结果

3．4．1 调节偏置电压实现双稳运转

3．4．2 调节输入光强实现双稳运转

3．4．3 调节反馈回路放大器增益实现双稳运转

3．5 光纤光栅光学双稳态的输出波长讨论

3．6 本章小结

第4章 利用光纤光栅串实现双稳运转

4．1 光纤光栅串的选择

4．2 实现光学双稳态的方法及相应的实验结果

4．2．1 调节偏置电压实现双稳运转

4．2．2 调节偏置电压实现双稳运转的数值模拟讨论

4．3 实验结果

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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