波長可調(diào)諧摻鉺光纖激光器的研究.pdf

1、、壟里查蘭堡圭蘭焦笙莖——摘要本課題“關(guān)于波長可調(diào)諧摻鉺光纖激光器的研究”作為與8368所合作研究項目，同時也是與華為技術(shù)有限公司合作項目“集成光學(xué)聲光可調(diào)諧波長濾波器”的一個重要組成部分，其內(nèi)容包括三部分：1實現(xiàn)不依賴于偏振的聲光可調(diào)諧波長濾波器(AOTF)和濾波器多級級聯(lián)切趾的關(guān)鍵器件：TEFfM模分離器和TE／TM模反射鏡的研制：2摻鉺光纖放大器(EDFA)的研制；3可調(diào)諧摻鉺光纖激光器的理論分析和特性研究。，一一t本文首先討論了

2、鈦擴(kuò)散光波導(dǎo)的折射率分布和模場分布，對用光束傳播法(BPM)計算鈦擴(kuò)散光波導(dǎo)場分布的原理和計算原則作了仔細(xì)詳盡的闡述；通過BPM法，運(yùn)用雙模干涉理論，優(yōu)化設(shè)計制作了模分離器和模反射鏡的結(jié)構(gòu)類型，結(jié)合結(jié)構(gòu)參數(shù)、工藝參數(shù)、工作狀況對它們的工作特性影響，樣品實驗測量結(jié)果很好地滿足了制作單級不依賴于偏振的濾波器和多級濾波器級聯(lián)的要求；在文章的后兩二部分，通過對激光器的增益諧振腔EDFA工作特性的描述，結(jié)合EP的三能級系統(tǒng)，簡化得出可調(diào)諧摻鉺光纖

3、激光器的理論模型，并對影響因素與工作特性作了詳盡的分析。在此基礎(chǔ)上，實驗制作并完成了EDFA的研制，法拉第鏡的研制和AOTF的部分工作，為將來實驗室的工作做了理論基礎(chǔ)和大部／分的實驗準(zhǔn)備。1關(guān)鍵詞：集成光學(xué)、模分離器、模反射鏡、AOTF、EDFA、可調(diào)諧光纖激光器蔞堡查蘭堡圭蘭垡絲塞————————墮蘭一第二節(jié)本課題的研究內(nèi)容與意義隨著高速計算機(jī)數(shù)據(jù)連接，高質(zhì)量遠(yuǎn)程可視會議，以及多媒體傳輸?shù)葦?shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)日益增長的需求下一代高速數(shù)字通訊系

4、統(tǒng)支持的寬帶網(wǎng)的建設(shè)將得到迅速發(fā)展。波分復(fù)用(WDM)技術(shù)作為支持寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)的一個發(fā)展方向，隨著摻鉺光纖放大器(EDFA)的成功研制，已經(jīng)趨于實用化，有著很好的應(yīng)用前景?？烧{(diào)諧光纖激光器作為實現(xiàn)WDM系統(tǒng)必要、高效的器件，優(yōu)化它的性能，簡化它的結(jié)構(gòu)，降低其性價比有著重要的意義。摻鉺光纖激光器作為一種新型的光源，受到了越來越多的關(guān)注。不同于現(xiàn)在常用的通訊光源LD／LED，摻鉺光纖具有很寬的增益譜，構(gòu)造的窄線寬激光器可以在很寬的頻率范圍內(nèi)調(diào)

5、諧。摻鉺光纖激光器既可工作在連續(xù)狀態(tài)下，又能以脈沖方式工作。摻鉺光纖激光器以其獨(dú)特的性能，在光纖通訊、激光測距以及自由空間光通訊等領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用前景。本課題研究的可調(diào)諧摻鉺光纖激光器(如圖緒1)，結(jié)合摻鉺光纖放大器(EDFA)、不依賴于偏振的聲光可調(diào)諧波長濾波器(AOTF)和法拉第磁旋光晶體等光器件的使用，不僅比其他類型的可調(diào)諧摻鉺光纖激光器(如環(huán)型腔摻鉺光纖激光器等)有更寬的調(diào)諧帶寬，在不同光譜范圍內(nèi)光強(qiáng)變化更小，而且結(jié)構(gòu)簡單

6、，建立在實驗室已研制器件的基礎(chǔ)上，所需昂貴的光器件明顯少于其它的設(shè)計方案，具有較高的經(jīng)濟(jì)實用性。AoTF圖緒1可調(diào)諧光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖本課題的研究內(nèi)容具體由三部分組成：l不依賴于偏振的聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)的實現(xiàn)：TErrM模分離器的研制；2摻鉺光纖放大器(EDFA)的研制；3可調(diào)諧摻鉺光纖激光器的理論分析和特性研究。1TE，rM模分離器的研制寬帶可調(diào)諧摻鉺光纖激光器的波長調(diào)諧裝置是聲光可調(diào)諧波長濾波器(A盯rF)，因而AOT

7、F的工作特性也決定了可調(diào)諧光纖激光器的波長調(diào)諧性能。通過濾波器濾出的波長^。的脈沖，在由摻鉺光纖作增益介質(zhì)的諧振腔(EDF)中振蕩放大，為了最終得到穩(wěn)定的激光輸出，需要保證在光纖諧振腔中信號光的波長的穩(wěn)定性，即須抑制AOTF波長調(diào)諧帶來的頻移。這時，目前已有的依賴于偏振的AOTFt”1已不能滿足可調(diào)諧摻鉺光纖激光器的濾波要求。在這個基礎(chǔ)上，我們給出了不依賴于偏振的AOTF的方案，如圖222所示，由于依賴偏振的AOTF已經(jīng)通過國家鑒定，其