被動(dòng)鎖模光纖激光器及其應(yīng)用研究.pdf

1、被動(dòng)鎖模光纖激光器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和緊湊而倍受關(guān)注，是未來時(shí)分復(fù)用光通信系統(tǒng)、光傳感和光探測(cè)等的理想光源。本論文以被動(dòng)鎖模光纖激光器為主要研究對(duì)象，包括雙波長(zhǎng)被動(dòng)鎖模光纖激光器、產(chǎn)生寬譜多脈沖的被動(dòng)鎖模光纖激光器、被動(dòng)諧波鎖模光纖激光器、基于對(duì)稱非線性光纖環(huán)形鏡被動(dòng)鎖模光纖激光器及其在光纖長(zhǎng)度測(cè)量上的應(yīng)用。另外我們還首次提出和實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧自激發(fā)多波長(zhǎng)布里淵光纖激光器。 被動(dòng)鎖模光纖激光器是利用光纖非線性效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)鎖模的，所以其動(dòng)力學(xué)

2、特性非常復(fù)雜，通常存在多種脈沖激光輸出模式。我們第一次直接從被動(dòng)鎖模摻鉺光纖環(huán)形激光器中產(chǎn)生了雙波長(zhǎng)脈沖，兩波長(zhǎng)可以是三個(gè)波長(zhǎng)帶(1560、1580、1610nm)中的任意兩個(gè)，而這三個(gè)波長(zhǎng)帶正是能產(chǎn)生單波長(zhǎng)脈沖的位置。由于脈沖間的相互作用，雙波長(zhǎng)脈沖可以有各種不同的調(diào)制格式，調(diào)制頻率是由脈沖間的重疊程度決定的。它將是一種潛在的產(chǎn)生雙波長(zhǎng)脈沖的簡(jiǎn)單而直接的方法。 首次在基于非線性偏振旋轉(zhuǎn)的被動(dòng)鎖模摻鉺光纖環(huán)形激光器中插入一段高非

3、線性色散位移光纖，得到了多脈沖平坦寬帶光譜。對(duì)多脈沖束縛態(tài)的時(shí)域和頻域動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了研究。在一定的泵浦功率和合適的偏振態(tài)下，連續(xù)波分量被抑制時(shí)，產(chǎn)生的寬帶光譜最平坦。也只有在連續(xù)波被抑制的優(yōu)化狀態(tài)下，脈沖問的相互作用才能達(dá)到平衡。這種多脈沖平坦寬帶光譜具有很多潛在的應(yīng)用，能夠用作光相干層析、光學(xué)傳感和光學(xué)探測(cè)等的脈沖寬帶光源。 構(gòu)建了重復(fù)頻率高達(dá)1.2GHz的被動(dòng)諧波鎖模摻鉺光纖激光器。據(jù)我們所知，重復(fù)頻率1.2GHz是至今為

4、止在被動(dòng)鎖模摻鉺光纖激光器中達(dá)到的最高重復(fù)頻率。由于聲光效應(yīng)，穩(wěn)定的被動(dòng)諧波鎖模僅僅發(fā)生在一些特定的離散重復(fù)頻率上，這些離散頻率值相當(dāng)于在光纖中傳播的光脈沖所激發(fā)的橫向聲波的共振頻率。實(shí)驗(yàn)還證實(shí)存在兩種被動(dòng)諧波鎖模的穩(wěn)定機(jī)制，而且它們?cè)诓煌闹貜?fù)頻率處起不同的作用。還首次觀察到了被動(dòng)鎖模光纖激光器的一種新的操作模式，即多脈沖束縛諧波鎖模，從這種模式可以產(chǎn)生更高階的被動(dòng)諧波鎖模脈沖。 研究了基于對(duì)稱非線性光纖環(huán)形鏡被動(dòng)鎖模光纖激光