波长可调谐超长腔掺铒光纤混沌激光器输出特性研究

摘要

随着光纤制造工艺的不断成熟以及半导体激光技术的不断提高，以光纤为基质、半导体激光器为泵浦的光纤激光器已成为目前激光领域的新研究热点。掺铒光纤激光器输出波长处于光通信系统的低损耗窗口并且在人眼的安全波长范围内，因此在光纤通信系统中发挥着重要作用，尤其近年来，随着密集波分复用系统的迅速发展，掺铒光纤激光器的波长可调谐性显得越来越重要。混沌激光由于其不可预测性、极强的抗干扰性以及测量精度不受探测距离限制等性能而在保密通信、光纤传感、激光测距等领域一直备受青睐。光纤激光器产生的混沌激光的带宽至少在GHz量级，其高带宽特性在高速、大容量通信系统以及高精度传感、检测领域有着极其明显的优势。
　　本文围绕掺铒光纤环形激光器和光纤光栅滤波器构成的波长可调谐的光纤混沌激光器，主要工作如下:
　　1.总结了掺铒光纤激光器的特点、应用及掺铒光纤混沌激光产生的发展历程，阐述了可调谐光纤激光器的研究现状。
　　2.在光纤激光器激光理论的基础上分析了掺铒光纤激光器产生混沌激光的方法模型，介绍了光纤激光器波长可调谐的技术原理。
　　3.实验研究了超长腔掺铒光纤激光器可调谐混沌激光输出，并对输出的可调谐混沌激光特性进行了分析。结果表明，激光器可在1533-1558nm间连续输出线宽为0.5 nm的任意波长的混沌激光，并且任意波长的混沌激光带宽至少在10 GHz，自相关曲线的半高全宽(FWHM)始终在60-90 ps范围内，在测距应用中对应mm量级的空间分辨率。
　　4.以WDM-PON断点检测应用为例，对获得的可调谐混沌激光的特性进行验证。实验从不同波长和不同检测距离角度分别对混沌激光的检测精度进行了分析，结果很好地验证了波长可调谐光纤混沌激光的高带宽、高分辨率、高信噪比特性，并得出了混沌激光测距精度不随测量距离改变而改变的结论。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的目的和意义

1．2 光纤混沌激光的研究现状

1．2．1 光纤激光器的发展及应用

1．2．2 掺铒光纤混沌激光的研究进展

1．3 波长可调谐光纤激光器研究现状

1．4 本文的研究内容及工作安排

第二章 掺铒光纤激光器的调谐及混沌理论

2．1 光纤激光器的理论基础

2．1．1 激光产生的原理

2．1．2 掺铒光纤激光器的基本原理

2．2 光纤混沌激光理论基础

2．3 波长可调谐光纤激光器的典型调谐技术

2．3．1 基于F-P标准具的调谐技术

2．3．2 基于声光调制器的调谐技术

2．3．3 基于非线性光纤环镜的调谐技术

2．3．4 基于光纤光栅的调谐技术

2．4 本章小结

第三章 波长可调谐混沌激光的产生及其特性分析

3．1 掺铒光纤混沌激光的产生及其特性

3．2 腔长对掺铒光纤混沌激光器输出特性的影响

3．3 ULEDFRL波长可调谐光纤混沌激光的产生及其特性分析

3．3．1 ULEDFRL波长可调谐光纤混沌激光产生的实验装置

3．3．2 ULEDFRL波长可调谐光纤混沌激光的特性分析

3．4 本章小结

第四章 ULEDFRL波长可调谐混沌激光特性在WDM-PON网络断点检测中的验证

4．1 WDM-PON网络断点检测实验装置

4．2 WDM-PON网络断点检测结果及分析

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文