可调谐单频光纤激光器的研究

• 作 者: 田允允
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 类F-P腔结构 复合腔Vernier效应 激光线宽 宽带调谐 单频光纤激光器

可调谐单频光纤激光器具有相干性好、小型便携、抗电磁干扰强、调谐范围宽等优点，在光学传感，激光测距，激光雷达和高精度光谱等方面有着广泛的应用。其中，单频运转和宽带调谐是可调谐单频光纤激光器实现过程中的关键技术。本文将紧紧围绕这两个关键技术，从单频光纤激光器的构建和宽带调谐的实现及激光线宽测量等方面开展研究，论文主要工作如下:　　
(1)研究了各种无源谐振腔结构，模拟了不同辅腔的选模滤波特性，在此基础上通过优化辅腔腔长和耦合器的耦合系数，扩大纵模间隔和提高精细度。并进一步研究了未泵浦掺杂光纤作为饱和吸收体的机理，理论上分析了未泵浦掺杂光纤的长度和掺杂浓度对抑制跳模，提高激光器稳定性的影响。在此基础上，分析了光纤激光器的单模运转机理，并提出了单频光纤激光器的结构方案。　　
(2)研究了基于零拍法激光线宽测量系统的原理，探明了激光线宽与光电流线宽之间的关系。通过单频测量系统光学实验平台的搭建，实现了光的相位信息和强度信息之间的转化，再结合光电模块以及频谱仪的使用，实现了基于零拍法激光线宽系统的构建。　　
(3)利用激光线宽测量系统实现了对各个辅腔的选频滤波特性的测量，研究表明带阻型结合带通型辅腔滤波选模可以实现光纤激光器的单纵模激光输出，并进一步分析了辅腔的长度和耦合器的耦合系数对单频光纤激光器的跳模，功率及光谱特性的影响。最后分别在理论上和实验上研究了单频光纤激光器在宽带调谐过程中保持单纵模运转的问题。