掺铒环形光纤激光器产生暗孤子的理论及实验研究

摘要

环形光纤激光器具有结构简单、紧凑、制造成本低等特点，在光纤传感、光谱分析、材料加工及光通信系统等诸多领域有广泛的应用。由于暗孤子具有保形性好、传输距离长、容量可观等优点，暗孤子在全光非线性通信技术、非线性光学、光开关等领域也具有广泛的应用价值。
　　 论文基于非线性耦合薛定谔方程，对掺铒环形光纤激光器产生暗孤子进行了理论研究和实验研究。围绕掺铒环形激光器产生暗孤子，论文主要进行了下面的工作:
　　 1.介绍了光纤激光器的历史背景、发展趋势、优点和分类;孤子的历史背景、分类以及暗孤子的发展现状。
　　 2.基于非线性耦合薛定谔方程和非线性偏振旋转锁模技术，理论研究了掺铒环形光纤激光器输出暗孤子的演化规律。在光纤激光器中，分析了偏振控制器的工作状态和抽运功率对暗孤子对和暗孤子族性质的影响。研究表明:基于非线性偏转旋转锁模技术，在改变小信号增益或调节偏振控制器的工作状态时，环形光纤激光器的透过率函数的峰值分布将发生变化，将形成由数目不同的暗脉冲族，进而形成不同的暗孤子族。暗孤子对的演化规律由环形光纤激光器的本身特性决定。暗孤子光谱旁瓣由自相位调制和互相位调制所产生的非线性相移之间相长或相消干涉所引起的。
　　 3.基于非线性效应，实验研究了掺铒环形光纤激光器输出暗孤子对和暗孤子族。实验实现了:周期为98 ns的单个暗孤子和暗孤子族的输出。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．环形光纤激光器

1．1．1．课题研究的背景和意义

1．1．2．光纤激光器的技术发展概述

1．1．3．光纤激光器的分类

1．2．孤子

1．2．1．孤子的历史背景

1．2．2．孤子的介绍

1．2．3．暗孤子的发展现状

1．3．本文主要内容

第二章 掺铒环形激光器产生暗孤子的理论研究

2．1．引言

2．2．基于非线性偏振旋转锁模的掺铒环形激光器产生暗孤子的理论模型

2．2．1．非线性偏振旋转

2．2．2．掺铒环形光纤激光器产生暗孤子的理论模型

2．3．掺铒环形激光器产生暗孤子对的理论研究

2．3．1．掺铒环形光纤激光器的模拟参数

2．3．2．偏振控制器的工作状态对暗孤子对性质的影响及原因

2．3．3．抽运功率对暗孤子对性质的影响及原因

2．4．掺铒环形激光器产生暗孤子族的理论研究

2．4．1．掺铒环形光纤激光器的模拟参数

2．4．2．偏振控制器的工作状态对暗孤子族性质的影响

2．4．3．抽运功率对暗孤子族性质的影响

2．4．4．暗孤子族的暗孤子数变化的物理机制的探讨

2．4．5．暗孤子族光谱旁瓣产生的物理机制的探讨

2．5．总结

第三章 掺铒环形光纤激光器中暗孤子族产生的实验研究

3．1．掺铒环形激光器的实验装置

3．2．掺铒环形激光器产生暗孤子族的实验

3．3．小结

第四章 工作总结及展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文