被动锁模光纤激光器自锁模系统及算法研究

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1、中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：丝!堡：篁：哆中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学

2、位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。《幺开口保密(——年)作者签名：签字日期：导师签名：≤垒￡￡摘要在激光技术被广泛应用的如今，超短脉冲激光因其广阔的应用前景而越来越受到重视。被动锁模激光器是产生超短脉冲的主要方法之一。但是被动锁模激光器自身固有的稳定性不足以及每次开机都需要手动调节的问题限制了它在实际应用中的广泛应用。因此怎样能够增强被动锁模激光器的稳定性以及能够使其自动锁模时

3、人们关注的重点。本文设计的系统提供了一个可行的选择。本文设计并实现了一种自动锁模系统。它可以调整被动锁模光纤激光器自动保持稳定的锁模状态。因此，可避免传统的被动锁模的光纤激光器的不稳定性缺点。该系统将光信号转换成电脉冲信号并经过整形分频处理后发送到单片机。单片机计算信号的频率，并基于一种快速判断算法的基础上判断光路的状态。信号经过放大后送入高速比较器来检查信号，它的比较电平可以调整，以提高测量精度。然后通过控制两个互为45。角的偏振控制器，单片机挤压光纤来改变光路的偏振态直到得到稳定的锁模状态。该系统可持续监测光路的输

4、出信号，并且自动地将其调整回锁模状态。系统的状态可以被显示在LCD液晶显示屏和电脑上。稳定的锁模状态的参数可以被存储到EEPROM中，以便系统在下次开机时可以快速进入锁模状态。实际的实验表明，对于6．2MHz的被动锁模的光纤激光器，该系统可以在启动系统后的不到90秒时间内自动地进入稳定的锁模状态。预期后续的改进可以使锁定时间减少Nd,于20秒。与传统的被动锁模激光器相比，省去了每一次都要手动调节的繁琐过程。而且系统的硬件电路部分体积很小，并且和光路部分可以整合到一个机箱中，因此能够使便携性、使用方便性、稳定性大大提高。

5、关键词：自动锁模系统，被动锁模，光纤激光器摘要IIAbstractABSTRACTThispaperdesignsandimplementsone．kindofautomaticmode-lockedsystem．Itcalladjustapassivelymode··lockedfiberlasertokeepsteadymode·-lockedstatesautomatically．Sotheunsteadinessoftraditionalpassivelymode-lockedfiberlaserCanbeav

6、oided．ThesystemtransformsopticalsignalsintoelectricalpulsesignalsandsendsthemintoMCUafterprocessing．MCUcalculatesthe丘equencyofthesignalsandjudgesthestateoftheoutputbasedonaquickjudgmentalgorithrn．Ahigh-speedcomparatorisusedtocheckthesignalsandthecomparisonvoltag

7、eCanbeadjustedtoimprovethemeasuringaccuracy．Thenbycontrollingtwopolarizationcontrollersatanangleof45degreestoeachother，MCUextrudestheopticalt匡berstochangethepolarizationuntilitgetspropermode-lockedoutput．Sothesystemcallcontinuouslymonitortheoutputsignalandgetitb

8、acktomode-lockedstatesquicklyandautomatically．StatesofthesystemcanbedisplayedontheLCDandPC．Theparametersofthesteadymode—lockedstatesCanbestoredintoanEEPROMSOthatthesy