可调谐掺铒光纤激光器与多波长光纤激光器的研究

摘要

可调谐激光器和多波长激光器是密集波分复用(DWDM)传输系统的核心技术. 本论文主要围绕可调谐掺铒光纤激光器和多波长光纤激光器进行了以下几方面的实验研究: 一、EDFA泵浦半导体激光器驱动电源的研制 设计了两种全模拟的双可变恒流源串联驱动半导体激光器电路.由于采用了二个恒流源串联创新型方案并加之状态指示等辅助措施后,即使其中一个损坏(短路),也不影响半导体激光器正常工作,形似双保险.不仅省去了高难度的高速保护电路,还保证了安全运行. 二、可调谐掺铒光纤激光器的研究 1.L波段掺铒光纤放大器(EDFA)的设计.采用了两级级连的结构设计了L波段的EDFA,并且得到了平坦度很好的ASE谱,其3dB带宽约为40nm. 2.基于可调谐F-P滤波器的L带连续可调谐掺铒光纤激光器的实验研究.实现了在1574.56～1607.60nm的波长范围内的单线可调谐输出. 3.基于高双折射光纤环形镜(Hi-Bi FLM)的离散式L带可调谐掺铒光纤激光器的实验研究.实现了L波段频率间隔为100GtHz的41个离散可调谐波长的可调谐输出.三、多波长光纤激光器的研究 基于高双折射光纤环形镜的多波长半导体光纤环形激光器(SFRL)的实验研究.利用高双折射光纤环形镜作为梳状滤波器放置在由半导体光放大器(SOA)构成的环形腔光纤激光器内,得到了频率间隔为100GHz的17个波长的输出.通过调整激光腔内的偏振控制器,实现了这组波长在50GHz范围内的整体连续可调谐.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1光纤通信系统的发展概述

1.1.1波分复用(WDM)技术

1.1.2光时分复用(OTDM)技术

1.1.3超高速、超大容量、超长距离光纤通信系统发展状况

1.2可调谐光纤激光器的研究进展

1.2.1可调谐掺铒光纤激光器

1.2.2基于非线性效应的可调谐光纤激光器

1.3多波长光纤激光器的研究进展

1.3.1基于半导体光放大器的多波长激光器

1.3.2基于半导体激光器阵列的多波长激光器

1.3.3多波长掺铒光纤激光器

1.3.4基于谱切片技术的多波长激光器

1.4本论文的主要工作

第二章EDFA泵浦半导体激光器驱动电源的研制

2.1半导体激光器的特性

2.2 EDFA模拟驱动源的设计

2.2.1驱动电路的设计

2.2.2温控电路的设计

2.2.3实物图

2.3小结

第三章可调谐掺铒光纤激光器的研究

3.1光纤激光器的基本理论

3.1.1线形腔光纤激光器的输出特性

3.1.2环形腔光纤激光器的输出特性

3.2 L波段掺铒光纤放大器(EDFA)的设计与实验

3.2.1 EDFA工作原理

3.2.2 EDFA性能参数

3.2.3实验装置和结果

3.3基于可调谐F-P滤波器的L带连续可调谐掺铒光纤激光器的实验

3.3.1 F-P干涉仪原理

3.3.2实验装置与结果

3.4基于高双折射光纤环形镜的离散式L带可调谐掺铒光纤激光器的实验

3.4.1高双折射光纤环形镜的滤波原理

3.4.2实验装置与结果

3.5小结

第四章多波长光纤激光器的研究

4.1半导体光纤环形腔激光器的特点、模型

4.1.1驰豫振荡分析

4.1.2模式竞争分析

4.2基于高双折射光纤环形镜的多波长SFRL的实验

4.3小结

总结和展望

参考文献

发表论文

致谢