有源光纤随机激光器调Q特性研究

摘要

调Q光纤激光器具有光束质量好、亮度高和波长可选择等诸多优点，其在精密加工、光纤通信和医疗应用等许多领域具有独特的应用价值。光纤随机激光器无纵模的特点，使得对于该种激光器输出特性的调控是当前研究的难点和热点。之前很多对基于受激布里渊散射的调Q型光纤随机激光器的研究中，时域输出调Q脉冲形状不规则，重复频率也不确定，在时域输出方面还不能做到有效的控制，因此，对于该种激光器时域输出脉冲的调节和规整十分重要。
　　针对这些现状，本课题研究基于有源光纤的随机激光器时域调Q脉冲的产生和调控，首先实现了一种宽带反射型调Q光纤随机激光器，详细分析了时域调Q脉冲的输出特性，并通过对比实验验证了该激光器调Q脉冲的产生机制。然后，通过引入混合光纤谐振环结构，对宽带反射型调Q光纤随机激光器做了进一步的优化，提出并实现了一种谐振滤波型调Q光纤随机激光器，极大地优化了调Q脉冲的连续性和每一个调Q周期中子脉冲序列的形状及脉冲间隔。具体内容包括：
　　搭建基于有源光纤的宽带反射型调Q光纤随机激光器系统，激光腔一端由环形器拉环构成反射镜，另一端由色散补偿光纤提供分布式反馈，在简单的光纤结构中结合了随机激光和调Q来产生随机的调Q脉冲输出，激光器阈值比较低，但每个调Q周期中子脉冲序列不规则；通过分别去掉激光腔一端的环形反射镜或色散补偿光纤来进行对比实验，然后分析和验证了随机调Q脉冲的产生机制。
　　通过将宽带反射型调Q光纤随机激光器中的环形反射镜改为一个由两个10:90耦合器和一个环形器构成的混合型光纤谐振环结构，提出了一种谐振滤波型调Q光纤随机激光器，实现了对于随机脉冲从无序到有序的调控和规整：调Q脉冲序列基本是连续的，不再有较长时间范围的间断；调Q脉冲的幅度分布更集中一些，主要分布在0.3到0.5之间；单个调Q周期中包含多级具有相同脉冲形状、相同脉冲间隔、能量依次衰减的子脉冲序列，子脉冲序列变得更加规整。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 光纤随机激光器的研究背景

1.2 调Q光纤激光器的研究背景

1.3 调Q光纤激光器的分类

1.4 论文主要工作

1.5 本论文的结构安排

第二章 光纤随机激光器原理

2.1 激光理论与光纤激光器结构

2.2 光纤中的SBS效应

2.3 调Q光纤激光器基本理论

2.4 本章小结

第三章 宽带反射型调Q光纤随机激光器的时域特性

3.1 实验原理

3.2 激光腔左端有反射环和右端有DCF

3.3 激光腔左端无反射环和右端有DCF

3.4 激光腔左端带反射环和右端无DCF

3.5 本章小结

第四章 谐振滤波型调Q光纤随机激光器的时域特性

4.1 实验原理和输出特性

4.2 探究FORR结构中SMF长度对输出的影响

4.3 两种结构调Q光纤激光器输出特性的对比

4.4 本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 全文内容总结

5.2 后续工作及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果