波长可开关掺铒光纤激光器研究

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1、分类号：TN913.7单位代码：10183研究生学号：2013522042密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）波长可开关掺铒光纤激光器研究ResearchonWavelengthSwitchableErbiumDopedFiberLaser作者姓名：张乐专业：通信与信息系统研究方向：光通信技术指导教师：郭玉彬教授培养单位：通信工程学院2016年6月波长可开关惨巧光纤激光器研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＳｗｉｔｃｈａｂｌｅＥｒｂｉｕｍＤｏｐｅｄ円ｂｅ「Ｌａｓｅｒ作者姓名：张乐专业名称：通信与信息系统指导教师：郭玉彬教授学位类别：工学硕±

2、答辩日期：２０１６年０６月０５日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导。下，独立进行研究王作所取得的成果除文中己经注明引用的内容夕ｈ，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意

3、识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：■日期：度年ｉ月文日／摘要波长可开关掺铒光纤激光器研究激光器是二十世纪重大科技发明之一，光纤激光器凭借光束质量好、结构简单、制作成本低、散热性能好、与光纤器件耦合效率高和抗电磁干扰等优点成为极具潜力的激光光源。随着波分复用光网络的日益发展，固定波长光纤激光器的应用范围受到限制，具有波长开关功能的光纤激光器在光分插复用、光网络路由、光纤传感、光器件性能测试等方面展现出潜在的应用价值，波长可开关光纤激光器引起了科研人员的浓厚兴趣。本论文的主要内容是研究实现具有波长开关功能的掺铒光纤激光器，具体研究工作如下：1、阐述光纤激光器的发展历

4、程和研究意义，概括总结了掺铒光纤激光器实现波长开关功能的关键问题及国内外研究进展；2、研究了光纤激光器的基础理论，主要分析光纤激光器的激射原理和光纤滤波器的滤波原理。详细推导了Sagnac滤波器、多模干涉滤波器和双折射滤波器的透射率函数，模拟了这三种光纤滤波器的透射谱，对比分析了它们的结构特点和滤波特性；3、开展光纤滤波器滤波特性的仿真分析，重点分析多模干涉滤波器和双折射滤波器的滤波特性。以多模干涉原理为基础，仿真分析了多模干涉滤波器滤波特性的影响因素，包括导入或导出单模光纤的纤芯半径、数值孔径，多模光纤的纤芯半径、纤芯折射率、长度。以双折射原理为基础，仿真分析了双折射滤波器滤波特性的影响

5、因素，包括保偏光纤的双折射率、长度、保偏光纤的慢轴与偏振器偏振方向的夹角，偏振控制器所引起的快慢轴之间相位差、偏振控制器的慢轴与偏振器偏振方向的夹角；4、开展光纤滤波器滤波特性的实验研究，以多模干涉滤波器或双折射滤波器为光纤激光器的核心滤波组件，分别进行了滤波效果的实验测试。在此基础上设计并研制了一种基于多模干涉滤波器和双折射率滤波器的波长可开关掺铒光纤激光器，仿真分析了激光器中级联光纤滤波器的滤波特性。实验结果表明光纤激光器实现了单波长、双波长、三波长以及四波长可开关激光输出，输出激光的边模抑制比均大于40dB，1小时内波长漂移量均小于0.1nm。关键词：光纤激光器，波长可开关，多模干涉

6、，双折射滤波器IABSTRACTResearchonWavelengthSwitchableErbiumDopedFiberLaserLaserisoneofthemajorscientificandtechnologicalinventionsinthe20thcentury,fiberlaserhasadvantagesofgoodbeamquality,simplestructure,lowcost,goodheatdissipation,highcouplingefficiencywithopticalfibercomponentandimmunitytoelectromagnet

7、icinterference,itbecomesthemostpromisinglasersource.Withtherapiddevelopmentofwavelengthdivisionmultiplexingopticalnetwork,theapplicationoffixedwavelengthfiberlaserislimited,fiberlaserwiththefunctionofwavelengthsw