掺铒光纤环形激光器产生多波长混沌激光的特性研究

• 作 者: 杨蓉
• 机 构: 太原理工大学
• 出 处: 太原理工大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 掺铒光纤激光器 非线性克尔效应 混沌激光 周期振荡特性

混沌激光具有类噪声宽频谱的特性，是激光器不稳定输出的表现形式。掺铒光纤激光器具有增益谱宽、损耗低及平均功率高等优点，被广泛的用作波分复用光纤通信及光纤传感光源。但是随着科技的不断进步和需求的逐渐扩大，以往有限的的信息容量和单一的信息通道已经不能满足当下的发展。因此，产生宽带的多波长混沌激光源成为了研究的热点。而基于非线性克尔效应的掺铒光纤激光器产生可达GHz量级宽带的混沌激光，且输出激光是位于人眼安全区的多波长混沌。　　
基于非线性克尔效应模型，我们针对掺铒光纤激光器的研究进行了如下工作：　　
1.全面回顾了光纤激光器产生混沌的研究现状和发展趋势，总结并对比了光纤激光器产生混沌的各种模型。　　
2.基于激光产生的机理，详细分析了光纤激光器各关键组成部分，包括增益介质、泵浦源以及谐振腔等。　　
3.分析了掺铒光纤环形激光器利用非线性克尔效应模型产生混沌的基本原理，同时数值模拟了泵浦功率对激光器输出特性的影响：随着泵浦功率的增加，激光器由倍周期路径入混沌；且产生的混沌具有明显的周期振荡特性，该周期为98ns，对应环形腔的腔长。　　
4.实验研究了掺铒光纤激光器的混沌输出在时序和光谱上的特性。结果表明：从时序上，激光器产生混沌是经由倍周期路径，且混沌的周期振荡明显。该周期约为100ns，实验结果和模拟结果吻合；从光谱上，激光器输出多波长混沌，经过可调谐布拉格光纤光栅滤波器滤出的单个波长激光仍然表现为混沌态。