复合环形腔单纵模光纤激光器的稳定性研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aska1982st
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单纵模光纤激光器具有相干性好,噪声低,调谐范围大等优点,在光纤传感、相干光通信和高精度光谱测量等领域有着广泛的应用。但是实际应用中跳模现象将破坏单纵模光纤激光器的高相干性,增大测量系统的噪声,从而制约单纵模光纤激光器的实用化进程。因此,实现长时间稳定单纵模运转的单纵模光纤激光器具有重要的意义,本文在原有工作基础上将针对复合腔光纤激光器如何获得稳定的单纵模激光输出问题,对单纵模选择、跳模抑制方法以及辅腔结构设计等影响因素展开详细的理论分析与实验验证。  论文首先理论研究了复合环形腔单纵模光纤激光器选模机制和跳模机制,通过对单OC环和双OC环作为辅腔的谐振通带特性进行分析,得出优化双OC环辅腔谐振通带特性对激光器单纵模的稳定性的影响;接着,通过构建级联辅腔的复合环形腔光纤激光器,在结合FBG选出单纵模的基础上,研究了主腔和辅腔长度,辅腔耦合比大小等对单纵模选取及跳模的影响;进而,通过设计辅腔耦合比优化谐振通带带宽以保持单纵模的稳定性,并设计辅腔长度使扩大的通带间隔便于由光纤Bragg光栅选取,以保证宽调谐时单纵模的稳定性,获得了一种优化的实验结构方案。  搭建了F-P扫描干涉系统及线宽测量系统,通过分析检测系统的工作原理,明确其测量范围,为跳模监测及其机制分析提供了技术保证,实现了对光纤激光器单纵模运转的监测。实验研究了不同主腔和辅腔参数情况下激光器跳模与单纵模运转情况,确定了复合环形腔光纤激光器实现稳定单纵模运转的优化参数和设计原则,实现了稳定的单纵模激光输出,并利用可调FBG实现了宽调谐的单纵模运转。
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