环形掺铒光纤激光器中的光学双稳态现象研究

摘要

近年来，人们对于信息的需求不断增加，促进了光通讯领域的不断发展。人们对于高速光信息网络提出越来越高的要求，于是人们提出了全光网络的概念。双稳态激光器作为光交换、光逻辑运算的一种重要部件得到了广泛的研究。 设计了一个环形光纤双稳态激光器，从实验上观测到了双稳态现象。为了找出双稳态现象出现的原因，对于设计的环形双稳态激光器的开环增益做了测试，得到了增益曲线，并通过增益曲线解释了双稳态形成的机制。 通过上述的工作，将双稳态现象形成机制的问题转化为了掺铒光纤放大器的特殊增益现象问题。通过对于掺铒光纤激光放大器的理论研究，提出了特殊增益现象出现的原因，即特殊增益是由掺铒光纤的饱和增益和饱和吸收现象共同作用的结果。定性地对特殊增益现象作出了解释。 进一步提出了定量的理论模型，并使用此理论模型对实验结果进行了拟合分析，拟合数据很好地吻合了定性分析。 利用理论模型，讨论了不同设计参数，特别是掺铒光纤长度、谐振腔损耗，对于双稳态激光器双稳态区间的影响，解释了国外实验小组在实验上的一些结果。