L波段超荧光光纤光源及包层泵浦Er/Yb共掺光纤激光器的研究

摘要

随着光纤通信系统的不断发展，更高功率、更宽带宽的光纤光源成为国内外的研究热点。本论文结合这一研究热点，对L波段超荧光光纤光源和包层泵浦Er3+/Yb3+共掺光纤激光器进行了理论和实验的研究探讨，主要内容包括以下几个方面： 1.L波段掺铒超荧光光纤光源(ED-SFS)的理论和实验研究 构建了一种新型双程前向结构的L波段ED-SFS，此结构中增益光纤被分成两段，分别置于WDM耦合器前后，置于WDM耦合器之前的未泵浦光纤长度与总光纤长度的比值定义为RL。理论模拟了RL对ED-SFS输出特性的影响，并在实验中验证了模拟结果。结果表明通过优化RL可明显改善L波段ED-SFS的输出光谱特性和功率特性，当泵浦功率一定，RL为0.75时，输出光谱带宽比RL=0时(传统DPF结构)增加了15nm，功率转换效率也明显提高；实验中，当RL=0.70时，得到了1558-1604nm范围内的平坦光谱，光谱平坦度＜1dB，在107mW泵浦功率下，输出功率为23.6mW，斜率效率达到41.5％。实现了单激光器泵浦的高效L波段超荧光光纤光源。 2.L波段包层泵浦Er3+/Yb3+共掺超荧光光纤光源(EYD-SFS)的实验研究 利用激光二极管阵列(LDA)通过锥形光纤束耦合器(TFB)对Er3+/Yb3+共掺双包层光纤进行泵浦，实现了全光纤化的包层泵浦EYD-SFS。实验研究了不同结构的包层泵浦EYD-SFS的输出特性，结果表明，双程后向结构具有最大的转换效率，但前向泵浦结构是实现L波段超荧光输出的最佳选择。 利用小功率的L波段ED-SFS作自发辐射种子源(LbandASEseed)，然后利用双程前向结构包层泵浦Er3+/Yb3+共掺光纤放大器对其进行放大，实现了全光纤化的瓦量级L波段超荧光光纤光源。实验中，在泵浦功率为4.4W时获得了0.94W的超荧光输出，光谱范围从1560nm到1615nm，覆盖了整个L波段，光—光转换效率为21％。 3.包层泵浦Er3+/Yb3+共掺光纤激光器(EYDFL)的实验研究 以15m长的Er3+/Yb3+共掺双包层光纤(EYDF)为增益光纤，975nm尾纤输出的激光二极管阵列作泵浦源，通过锥形光纤束耦合器(TFB)对EYDF进行泵浦，构建了线性腔和环形腔两种结构的全光纤化包层泵浦EYDFL。 在线性腔结构中，分析了输出腔镜反射率对激光器输出特性的影响。结果表明，当输出腔镜反射率较低时输出激光质量较高。用4％菲涅尔反射的光纤端面作为激光器的输出腔镜，得到了稳定的激光输出，在泵浦功率为3.16W时输出功率达1.027W，光-光转换效率为32.5％。 实验研究了环形腔结构中EYDFL在不同输出耦合器耦合比时的输出特性，发现输出耦合比为99％时激光器具有最佳的输出性能：输出波长为1565.8nm，在泵浦功率为3.53W时输出功率达到1.07W，斜率效率为33％，光—光转换效率达30.5％。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章L波段掺铒超荧光光纤光源的理论和实验研究

第三章L波段包层泵浦Er3+/Yb3+共掺超荧光光纤光源

第四章包层泵浦Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的实验研究

总结

致谢

参考文献

个人简历及攻读硕士期间发表的论文