光纤激光器中基于可饱和吸收体的可调谐双稳态研究

摘要

光学双稳态现象是光学系统中发生的一种滞后反馈效应，该现象使得光学系统的输出状态受到输入信号的变化过程控制，是实现光学逻辑门、光学开关、光学存储重要技术。基于光学双稳态的潜在应用价值，其相关探索吸引了光学领域大量的学者们重点与广泛的关注。尤其是基于受激布里渊散射的光纤激光器，具有室温状态下工作稳定、与现代通信系统完美兼容、便携性等诸多重要的性质优势，备受青睐，成为近年来光学双稳态方面的研究焦点。
　　本论文正是基于环形布里渊-掺铒混合型光纤激光器光学平台中光学双稳态的深入研究与讨论，并在双稳态区域便携可调谐上取得了一些比较有突破性的研究成果。
　　首先，本文探讨了激光器的基础理论，以及光纤激光器的发展与应用，对单纵模激光器的实现方案与测量进行了探究，对短腔、复合腔、受激布里渊散射、饱和吸收体等方案实现单纵模的方式进行了理论分析，并对单纵模证明、测量的多种方案：扫描法布里-珀罗干涉仪、拍频法、延时自外差测量法、延时非零拍外差法等进行了探讨。
　　然后，本论文研究了光学双稳态现象，及其相关的实际应用价值与实现原理，并对双稳态影响参数进行了分析讨论，根据激光腔损耗系数（与增益系数）对双稳区域大小的影响，提出了实现可连续调谐双稳区域的实验方案。本文提出在混合泵浦激光器的平台上实现腔损的自由调谐，其中一个泵浦作为激光注入源实现受激布里渊散射，另一个泵浦扮演掺铒光纤的泵浦源实现内部掺铒光纤放大器作用，通过两个泵浦联合实现对激光器光强增益/损耗系数的直接影响，进而间接影响激光器输出双稳态区域的大小，最终实现双稳区域的自由调谐。最后，通过接入可饱和吸收体的Sagnac环扮演自追踪的光栅滤波器作用，对输出激光进行滤波选模以实现单纵模窄线宽的输出。
　　通过绘制双泵浦功率对应的两个维度与激光器输出状态的控制图，得到了激光器的双稳区态输出区域图，得到了使用的双稳态控制数据。该实验结论对于光学双稳态的实际应用提供了重要依据。

目录

声明

第一章 绪论

1.1激光器的背景及应用

1.2激光器基本原理

1.3光纤激光器

1.4本文的主要内容与安排

参考文献

第二章 激光器中的双稳态

2.1引言

2.2双稳态原理

2.3双稳态的应用

2.4双稳态参数影响

2.5本章小结

参考文献

第三章 激光器中可调谐双稳态区间的实现

3.1引言

3.2实验装置设计

3.3实验结果与讨论

3.4本章小结

参考文献

第四章 单纵模输出的实现与线宽测量

4.1引言

4.2单纵模输出的机理

4.3单纵模输出的线宽测量结果

4.4单纵模输出的稳定性测量

4.5本章小结

参考文献

第五章 总结与展望

5.1本文的主要工作

5.2课题展望

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文