用于980nm泵浦激光器波长锁定的光纤光栅研究

摘要

目前光纤通信系统正朝着高速、大容量的方向发展，而掺铒光纤放大器是其中不可或缺的关键器件。掺铒光纤放大器的工作原理是利用半导体激光器将掺铒光纤中的铒离子泵浦到高能级实现粒子数反转，通过受激辐射使信号光得到放大。铒离子的吸收峰较窄，因此要求泵浦用半导体激光器的输出波长与之匹配，才能获得最佳泵浦效果。大功率的泵浦用半导体激光器一般为多纵模工作，光谱较宽，此外工作电流和环境温度的变化以及激光器的老化等因素也会造成激光器输出波长的漂移。 光纤光栅自问世以来，由于其良好的选频特性，稳定的性能以及丰富的功能，而成为一种得到广泛应用的新型光纤器件。利用光纤光栅实现外腔光反馈，从而可以对半导体激光器实现波长的锁定。相对半导体激光器，光纤光栅波长的可控性和重复性更好，其温度稳定性也更突出。它的出现使得无致冷的980nm泵浦激光器的稳定工作得以实现。 本文首先介绍了光纤光栅的相关知识，从理论上对光纤光栅的光学特性进行了分析。然后研究了半导体激光器中引起波长漂移的主要因素，并分析了利用光纤光栅对半导体激光器实现波长锁定的基本原理。 根据相位掩模板法的原理，利用248nm准分子激光器进行了光纤光栅的制作。通过控制不同的工艺条件，使光纤光栅的主要参数如布拉格波长、反射带宽和峰值反射率等可以得到良好的控制，整套工艺成熟稳定，重复性好，制作的光纤光栅具有较高的稳定性。 利用制作的不同参数的光纤光栅使无致冷的980nm泵浦激光器工作在相干失效状态，波长锁定在布拉格波长附近。分析了光纤光栅的各项参数对激光器的输出功率和波长的影响，通过选择光纤光栅合适的参数使无致冷980nm泵浦激光器可以在0℃-70℃下实现波长漂移在1nm以内。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文使用授权书

1绪论

2光纤光栅的理论基础和制作方法

3光纤光栅外反馈稳定波长的基本原理

4布拉格光纤光栅的制作实验

5用光纤光栅对980nm泵浦激光器锁模的实验

6总结

致谢

参考文献

附录1攻读学位期间发表的论文目录