【摘 要】
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可调谐激光器是WDM系统及未来全光网络中关键器件之一,在现在及未来都具有广泛的应用前景,除了在光纤通信中有大量应用外,还广泛地应用于光传感和光测量.国际上对半导体激光
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可调谐激光器是WDM系统及未来全光网络中关键器件之一,在现在及未来都具有广泛的应用前景,除了在光纤通信中有大量应用外,还广泛地应用于光传感和光测量.国际上对半导体激光器的研究十分活跃,研究开发已持续了25年之久.目前世界各著名公司和研究机构都在积极推进可调谐激光器的研发工作,进展也很快.本文从理论上分析了可调谐激光器的基本原理,详细地讨论了引起材料折射率变化的三种方法及其物理机制,全面地介绍了目前已开发出来的几种主要可调谐技术,并着重研究了利用Vernier效应增加调谐范围的原理,以及利用该原理实现波长调谐的几种激光器的具体结构.在实验方面,优化设计了取样光纤光栅的结构参数,得到了符合要求的性能指标;设计了两种能对光栅进行线性调谐的方案,并得到了较好的实验结果;最后设计了两种外腔宽范围可调谐激光器,其主要特点是增益介质与两个可调谐滤波器双端耦合,从而构成一个可调谐的外谐振腔,通过改变两个滤波器的谐振波长进行选频,达到宽范围调谐的目的.设计方案的主要创新点在于增益介质与可调谐滤波器双端耦合、双端可调,与常规的体光栅外腔可调谐激光器有着本质的不同;用简单的方式模拟和实现了四段式SG-DBR的现象和原理;引入了高通滤波器以充分利用光栅的反射峰,并能消除拍周期对调谐范围的限制.在大量实验的基础上,我们成功地研制出了两种波长可选择调谐的外腔激光器,能实现准连续调谐,并且有波长调谐范围宽、波长稳定性良好的特点.其中,光纤激光器的波长调谐范围为40nm;波长尾纤输出光功率大于2.5mW;波长边模抑制比(SMSR)大于40dB.
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