掺铒光纤超荧光光源的研究

摘要

光源为光纤通信、光纤无源器件测试、光纤光栅传感系统等提供光信号，结合实验室的课题，本论文主要研究了以掺铒光纤为增益介质的光纤光源研制中的相关技术，分析了其中参数变化对光源性能的影响，以掺铒光纤为主要元件，在C波段、L波段、C+L波段同时输出等方面进行了深入的研究，对光纤光源的设计和制作具有一定的指导和参考意义。
　　 首先，对掺铒光纤、超荧光光源的特性、基本原理、结构和光谱特性作了系统地描述。对研制掺铒光源所用的主要光电器件及其工作原理以及掺铒光纤超荧光光源半导体泵浦源的特性作了详细的介绍。
　　 其次，设计了激光二极管的功率稳定控制电路板，并设计制作了温度控制精度达0.01℃的自动温度控制电路。通过进行不同泵浦方式的实验，定性的分析了掺铒光纤和不同的光源结构的特点，在此基础上，用3dB耦合器自制反射器，改进光源结构，对C波段、L波段、C+L波段的光源进行了高功率、高平坦性的实验研究。
　　 最后，将掺铒光纤超荧光光源与地震波解调相结合，设计了可应用于光纤Bragg光栅地震检波解调系统的ASE光源，光源输出的光谱其单调区间内线性度良好，使得利用ASE光源作为边沿滤波器的解调方法可以可靠的用于光纤光栅地震检波器。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 引言

1.2光纤传感系统中的光源

1.2.1热辐射光源

1.2.2气体放电光源

1.2.3发光二极管

1.2.4固体激光器

1.2.5气体激光器

1.2.6半导体激光器

1.2.7掺杂光纤光源

1.3掺铒光纤光源国内外研究现状

1.3.1 国外现状

1.3.1 国内现状

1.4课题的来源及背景

1.5本论文主要工作

第二章掺铒光纤超荧光光源的理论研究

2.1掺铒光纤

2.2掺铒光纤的能级图

2.3掺铒光纤的熔接损耗及降低措施

2.3.1影响光纤熔接损耗的主要因素

2.3.2降低光纤熔接损耗的措施

2.4掺铒光纤的连接

2.5掺铒光纤超荧光光源基本原理

2.6掺铒光纤超荧光光源基本结构

2.7掺铒光纤超荧光光源光谱特性

2.8本章小结

第三章掺铒光纤光源主要光电器件简介及泵浦源电路的研制

3.1 主要光无源器件

3.1.1连接器

3.1.2耦合器

3.1.3光纤隔离器

3.1.4熔锥型波分复用器

3.2 光纤环形镜

3.3 典型激光器模块的组成

3.4 泵浦源的选择标准

3.5掺铒光源泵浦源电路的原理与设计

3.5.1温度控制电路的设计

3.5.2功率控制电路的设计

3.5.3慢启动延时电路的设计

3.6本章小结

第四章掺铒光纤超荧光光源的实验研究

4.1 超荧光光源泵浦装置的实验

4.1.1实验装置

4.1.2结果分析

4.2 ASE光源光谱特性研究

4.2.1单程ASE光谱特性

4.2.2 双程ASE光谱特性

4.3掺铒光纤C波段超荧光光源研究

4.3.1单程C波段ASE光源

4.3.2 双程C波段ASE光源

4.3.3改进双程C波段ASE光源

4.4掺铒光纤L波段超荧光光源研究

4.4.1 单级双程L波段ASE光源

4.4.2双级双程L波段ASE光源

4.5掺铒光纤C+L波段超荧光光源研究

4.5.1 单根光纤C+L波段ASE光源

4.5.2双光纤级联C+L波段ASE光源

4.6本章小结

第五章 可应用于光纤Bragg地震检波解调系统的光源设计研究

5.1 光纤Bragg光栅地震检波技术

5.2基于ASE光源的解调系统原理

5.3 ASE光源的结构及结果分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文