基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲信号产生研究

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1、中图分类号TN249论文编号102870416-S038学科分类号080904硕士学位论文基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲信号产生研究研究生姓名魏正武学科、专业电磁场与微波技术研究方向微波光子学指导教师朱丹副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicInformationEngineeringResearchforGeneratingOpticalPulsebasedon

2、RegenerativelyMode-LockedFiberLaserAThesisinElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyByWeiZhengwuAdvisedbyAssociateProf.ZhuDanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember，2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用

3、的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：____________南京航空航天大学硕士学位论文摘要未来雷达的需求对传统电子技术在大带宽波形产生、处理速度和带宽方面提出了挑战。光子雷达基于微波光子技术构建雷达系统，克服了传统微波系统在

4、处理速度和带宽等方面的电子瓶颈，且具有损耗低和抗电磁干扰等优势，是未来雷达系统发展的重要方向。高质量的光脉冲是光子雷达中实现光采样和多频段信号产生的重要基础。基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲源由于具有高相干性、高重复频率、时间抖动小等优势，与光子雷达系统的需求十分契合，成为当前的研究关键之一。本文以自再生主动锁模技术为研究方向，在光脉冲信号的产生方面进行了深入地研究，主要开展了以下几个方面工作：1.提出并研究了基于保偏双环结构的稳定自再生主动锁模激光器，在抑制偏振不稳定性影响的同时，通过双环结构抑制了超模噪声；对偏振噪声对系统的影响进行了理论分析，

5、构建基于保偏双环结构的自再生锁模光纤激光器，实验产生了10.66GHz重频的光脉冲信号，调制产生的射频信号的边模抑制比为62.2dB，相位噪声在10kHz频偏处为-107.59dBc/Hz。2.提出并研究了基于非泵浦EDF驻波效应增强结构的自再生锁模光纤激光器，通过引入基于非泵浦EDF的强驻波效应形成结构，有效地抑制超模噪声；对基于非泵浦EDF驻波效应增强进行了理论分析和实验研究；研究了基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲产生的理论模型，分析和研究了系统的噪声因素来源。在此基础上构建了基于非泵浦EDF的强驻波效应的自再生锁模光纤激光器，实验产生了10G

6、Hz重频的光脉冲信号，调制产生的射频信号边模抑制比为72.5dB，相位噪声在10kHz频偏处为-123.6dBc/Hz。3.研究了基于谐振腔控制的自再生锁模光纤激光器，通过控制谐振腔的腔长等因素实现了高质量光脉冲产生。对谐振腔各因素对产生的光脉冲质量影响进行了理论分析，构建了腔长反馈控制的自再生锁模激光器，实验产生了重频为10GHz和40GHz的光脉冲，对应调制产生的10GHz微波信号的边模抑制比为90dB，相位噪声在10kHz频偏处约为-114dBc/Hz；40GHz微波信号的边模抑制比为80dB，相位噪声在10kHz频偏处为-102dBc/Hz

7、。关键词：自再生锁模，光脉冲产生，光纤激光器，稳定性，光子雷达i基于自再生锁模光纤激光器的光脉冲信号产生研究ABSTRACTThehighlyrequirementsofthefutureradargivesrisetoseveralchallengesofgenerationoflargebandwidthwaveformsandhighprocessingspeedandbandwidth.Photonicradarisestablishedbasedonthemicrowavephotonicstechnologies,whichoverco

8、metheelectronicbottleneckoftraditionalmicrowavesystemsinproce