论文部分内容阅读
基于喇曼效应的超长随机光纤激光器(SRS-URFL)是一种新型的激光器,该种激光器的增益介质是单模通信光纤,采用光纤中的受激喇曼散射进行放大,并且没有传统的谐振腔,只利用光纤中随机的瑞利散射进行反馈,其输出特性可以和传统的喇曼光纤激光器相比拟,它结合了喇曼光纤激光器和随机激光器的特点,开辟了激光应用技术的新领域,在已有的关于SRS-URFL的报道中,对其的理论研究还不完善,因此,本文主要对SRS-URFL的激光特性和结构进行了深入详细的理论研究,所得结果为进一步优化SRS-URFL的结构提供了理论依据。主要内容如下:
一、SRS-URFL的理论基础详细论述了SRS-URFL中的激光振荡原理,建立了单级以及级联SRS-URFL的理论模型,并解析求解了普通通信光纤中的瑞利散射光功率,论证了随着光纤长度的增加,其内的瑞利散射效应也在增强,最终达到一个确定值并保持不变。
二、几种不同泵浦方式的SRS-URFL的理论研究在已有的中间对称泵浦以及单端泵浦方式的基础上,提出了双端对称泵浦方式,拓展了SRS-URFL的结构,分别建立了这三种泵浦方式SRS-URFL的理论模型,说明了其应遵守的相应的边界条件。
通过理论模拟这三种泵浦方式的SRS-URFL光纤中的光功率分布情况,得到了它们的激光的输出方式,为实际选择SRS-URFL的泵浦方式提供了理论依据。
首次模拟分析了不同泵浦方式的SRS-URFL中的瑞利散射光功率随光纤长度的变化情况,为研究SRS-URFL的特点提供了理论基础。
全面模拟分析了光纤长度对几同泵浦方式的SRS-URFL的阈值、输出功率特性曲线、斜率效率以及光光转化效率的影响,定义了SRS-URFL的最佳光纤长度。
根据之前的模拟分析,依据现实需要,详细论述了构建SRS-URFL时泵浦功率、光纤长度以及泵浦方式的优化设计。指出对中间对称泵浦方式的SRS-URFL来说,其泵浦功率的选择应小于其相应的饱和功率值。
三、级联SRS-URFL的理论研究首次对二级级联的SRS-URFL进行了理论模拟分析,得到结构远远优于目前已报道的实验结果,提出了改进实验结构的建议,并对级联SRS-URFL的应用前景进行了定性的分析。