利用光纤激光器光谱边带效应测量光纤色散的研究

• 作 者: 叶辉
• 机 构: 华南师范大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 色散测量 光纤激光器 边带光谱 飞秒脉冲 被动锁模 环形腔

在光纤通信高速发展的今天，限制光通信系统发展的主要矛盾发生了根本的变化，由原来的衰减受限转变为现在的色散受限，色散严重制约着光纤信息容量的发展，如何解决高速光通信系统中的色散测量问题受到了广泛的重视和研究。本论文主要围绕单模光纤的色散测量开展研究，其中重点研究了一种基于光纤激光器腔内色散波与孤子波相互干涉产生的光谱边带效应用于单模光纤色散测量的新方法。主要内容为：
1.论文首先介绍了光纤通信的发展概况，阐述了准确的色散测量对于光纤通信发展的重要性。对单模光纤的色散进行了分类，对目前国内外主要的色散测量技术进行了概括性的介绍和比较。
2.介绍了光纤激光器的基本原理和分类，分析了锁模激光器的物理机制，并详细分析了非线性偏振旋转技术等效快速可饱和吸收体实现被动锁模的原理，阐述了光纤激光器输出光谱存在边带效应的现象。
3.阐述了光纤激光器产生光谱边带效应的原因，通过对光纤中传输的孤子波演化及其色散波相互作用的动力学方程分析，详细推导了环形腔非线性偏振旋转锁模光纤激光器中色散波与孤子波相互干涉而产生的脉冲光谱边带偏移量与腔内总色散值的理论计算关系式。
4.搭建了被动锁模掺铒光纤飞秒激光器实验平台，通过测量各级边带与中心波长的偏移量，利用其与腔内总色散之间的关系，在1560nm波段成功得到腔内总色散值。通过在腔内接入不同长度的G．652常规单模光纤，获得腔内总色散的变化斜率，也就是G．652光纤的色散系数，实验值为16ps/(nm·km)，与典型值17ps/(nm·km)符合的很好。实验结果表明，该方法简单可行，且测量精度比较高。