自激布里渊掺铒多波长光纤激光器的分析

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1、上海交通大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1引言近二十年来，信息时代赋予了光纤通信全新的历史使命。自1966年华裔科学家高馄(CharlesK.Kao)博士和他的同事发表的从理论上证明石英光纤可实现光信号传输与通讯的可能性一文开始，光纤通信就注定会兴旺发展。其后由于光纤制造工艺、半导体激光器和光电管生产技术的突破，使得光纤通信成为可能。恰逢其时，由计算机快速革新造成了互联网的飞速扩张，以及电信和有线电视业务的迅猛发展对信息传输提出了新的要求，迫切需要更大容量、更加高速的通信系统。从此，信息时代

2、的信息需求和光纤通信技术的发展两者紧紧地联系在一起。近年来．随着光纤通信系统的极大的应用和发展，超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。光纤激光器在降低阈值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面，已明显取得进步。它是目前光通信领域的新兴技术，它可以用于现有的通信系统，使之支持更高的传输速度，是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。目前多波长光纤激光器技术是研究的热点技术之一。1.2本课题的研究意义作为一种新型的多波长光纤激光器，布里渊光纤激光器有以下一些方面的

3、应用[1-8]。首先，在光纤通信系统中，普遍以半导体激光器作为光源，但是当激光被耦合进入光纤时，总是存在着耦合损耗的问题。光纤激光器则解决了这一难点，因为光纤到光纤的耦合不仅损耗低、效率高，而且非常稳定。尤其是耦合点被焊接以后，效果会1上海交通大学硕士学位论文第一章绪论更好。另外多波长的布里渊光纤激光器经过优化之后，可以实现单纵模连续输出，波长在50nm范围内可调，而半导体激光器调谐范围小于10nm，因此，多波长的布里渊光纤激光器具有更高的波长精确控制性，更适用于多通道通信系统。其次，多波长光纤激光

4、器还可应用于光传感领域。一般情况下，光纤激光器以连续波方式运转，并以布拉格光纤光栅作为激光谐振腔的反射镜，因此它的工作波长是由光纤光栅的反射波长来决定的，而光纤光栅的反射波长会随外界环境的温度和应力的变化而改变。因此，利用光纤激光器可以实现对温度、应力、应变、场强、电流等物理量的传感测量。光纤激光器在光纤通信领域有重要的应用地位己是不争的事实，而且还有迅速的向其它更为广阔的激光应用领域扩展的趋势。为了满足光纤通信、激光加工、激光医疗等领域快速增长的市场需求，美国、西欧、日本和我国纷纷加大光纤激光器的

5、研发力度。尤其是近几年，美国IPG光电公司推出的掺Yb高功率光纤激光器系列，最大激光输出功率己经高达几十kW，具有高插头效率，泵浦二极管寿命长，无需机械稳定，可在各种不同的外界条件下使用、省电、安全的空气冷却等一系列的优点，从而在激光加工、光电探测、生物工程等领域有极大的应用前景。总之，光纤激光器的应用范围越来越扩展，如在计算机和微电子制造业中用于各种不同类型的微电子制造加工和数据存储加工；在图像显示和印刷业中用于不变图像的自动记录、显示及各种类型图像处理应用;在工业制造业中用于传统工业制造加工和大

6、功率二极管的泵浦光源；在医药卫生业中用于诊断及治疗的应用(如对心血管病心脏造影、激光美容等)，在电信业中用于电信市场的有源和无源的光电子产品等各种不同功率的光纤激光器。此外，山于光纤激光器结构小巧、紧凑，对温度与震动的稳定性好，因此还可以应用于国防与军事领域等。1.3论文内容论文的第一部分为绪论，对于课题的意义和论文的结构作了介绍。第二章对从以下几个方面对光纤激光器作了介绍。包括光纤激光器的工作原理，2上海交通大学硕士学位论文第一章绪论其分类，特点及未来的发展。并且介绍了多波长布里渊光纤激光器中涉及

7、到的SBS及EDFA原理。第三章介绍了现在常见的几种典型结构的多波长布里渊光纤激光器及其发展。第四章是对本论文的第一个实验—双腔自激BEFL进行了介绍。首先介绍了实验结构及光路，然后对其得到的数据结果进行了分析，讨论了980泵浦对于各种性能的影响。第五章介绍了本论文的第二个实验—NOLM-NALM腔自激BEFL。着重分析了四波混频的影响，以及对于单纵模的研究。第六章对于论文的实验结果作了总结，同时提出了一些未来工作的方向及改进。3上海交通大学硕士学位论文第一章绪论参考文献[1]BoydTL,Klem

8、erD,LeilabadyPA,etal."A1.55-mumsolid-statelasersourceforDWDMapplications,"JOURNALOFLIGHTWAVETECHNOLOGY17(10):1904-1908OCT1999[2]HarunSW,SanCX,AhmadH,"S-bandBrillouin/erbiumfiberlaserforDWDMapplication,"JOURNALOFNONLINEAROPTICALPHYSICS&M