基于光纖光柵的光纖激光器、濾波器和傾斜光纖光柵的研究.pdf

1、光纖光柵是光纖技術中一種非常重要的基本器件，在光纖通信、傳感等相關領域具有廣闊的應用前景。本論文結合國家自然基金及國家863計劃項目，針對基于光纖光柵的幾種相關器件進行了深入的理論和實驗研究，主要對光纖激光器及濾波器進行了結構設計與優(yōu)化，并對傾斜光纖光柵進行了詳細分析，獲得的主要創(chuàng)新成果如下： 1．提出了一種基于光纖光柵的雙腔Fabry-Perot全光纖結構，給出了能夠在光柵中心波長處實現(xiàn)單模運轉的腔結構設計原則，并討論了制作過

2、程中腔長及光柵折射率調制量為非理想精度或存在誤差時對結構性能產生的影響，為單頻短線腔光纖激光器或環(huán)腔激光器中窄帶選頻器件的設計提供理論依據。 2．提出并實驗制作了一種將三個光纖光柵直接寫入一段光敏摻鉺光纖中構成的線腔光纖激光器結構，這種一體化結構在諧振腔內不存在焊接點，實驗測量其實現(xiàn)了線寬小于5kHz的單縱模激光輸出。 3．提出并實際制作了一種可開關雙波長摻鉺光纖激光器結構，諧振腔由保偏光纖Sagnac環(huán)鏡與兩不同波長光

3、纖光柵構成，實驗中通過調節(jié)偏振控制器已實現(xiàn)任意單波長或同時雙波長激光出射。 4．提出了一種基于多個均勻光纖光柵的全光纖型多腔結構濾波器，旨在改善單腔結構濾波效果，對其透射特性進行了詳細理論分析與數值計算，得出結論：為了提高諧振峰過渡帶滾降特性，需要增加結構中光纖光柵的反射率，應用于不同情況時，可以通過調節(jié)腔長來得到所需的透射諧振峰帶寬。對比四腔結構與兩腔及單腔結構諧振透射峰，進一步說明了多腔結構對濾波性能的改善。 5．基

4、于利用耦合模理論分析傾斜光纖光柵的方法，建立了反射型均勻周期傾斜光纖光柵簡化計算模型，推導出了包括波長依賴反射率、最大反射率、峰值反射波長、傳輸損耗系數在內的譜參數一般表達式。其中傳輸損耗系數表達式在其他文獻中并未有所報道。在理論分析的基礎上，分別數值計算了反射譜與傳輸損耗譜，研究了傾斜角度、光柵長度、折射率調制幅度、入射光偏振態(tài)對光柵譜特性的影響，并給出了定性的解釋。 6．基于耦合模式理論及Mueller矩陣法，首次定量地分析