高功率、高信噪比单频布里渊光纤激光器的研究

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1、中文图书分类号：TN248密级：公开UDC：535学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：高功率、高信噪比单频布里渊光纤激光器的研究论文作者：王静学科：光学工程指导教师：王璞教授论文提交日期：2016年6月UDC：535学校代码：10005中文图书分类号：TN248学号：S201313019密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：高功率、高信噪比单频布里渊光纤激光器的研究英文题目：HIGH-POWER,HIGHSIGNAL-TO-NOISERATIOSINGLE-FREQUENCYBR

2、ILLOUINFIBERLASER论文作者：王静学科专业：光学工程研究方向：能量光电子申请学位：工学硕士指导教师：王璞教授所在单位：激光工程研究院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：王静日期：2

3、016年6月18日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王静日期：2016年6月18日导师签名：王璞日期：2016年6月18日摘要摘要高功率、高信噪比单频光纤激光器在光通信、高精度传感、相干探测以及激光雷达等诸多领域具有广泛的应用潜力。近年来，单频光纤激光器的输出功率得到了大幅度的提升，但是很难保持高信噪比激光输出。布里渊光

4、纤激光器凭借其增益带宽窄、对泵浦光具有噪声抑制和线宽窄化的作用等优势，可实现高信噪比的单纵模激光输出。基于此，本论文主要对高功率、高信噪比单频布里渊光纤激光器展开了全面系统研究。主要研究内容如下：1.对光纤激光器单纵模的产生与测量进行理论研究。为更好地理解光纤激光器中的单纵模特性，阐述了纵模选择的基本原理，并进一步对几种不同的纵模选择方法和线宽测量方法进行了详细介绍，为单频布里渊光纤激光器的研究打下基础。2.对单纵模布里渊光纤激光器的基本原理进行分析。从光纤中的受激布里渊散射效应出发，对光纤中的布里渊增益谱以及单频布里渊光纤激光器

5、的激光阈值、输出线宽进行了详细阐述。3.采用自主刻写的光纤光栅作为腔镜进行分布布拉格反射单频光纤激光器的实验研究。实验中利用相位掩模法成功地在光敏光纤、载氢的普通光纤中写入了布拉格光纤光栅，并应用于分布布拉格反射单频光纤激光器的实验研究中，经过一级掺镱全光纤放大器后实现了最高功率为10.33W、信噪比为50dB的单频激光输出。该高功率单频光纤激光器可以作为后续单频布里渊光纤激光器研究中的泵浦系统。4.进行高功率、高信噪比单频布里渊光纤激光器的实验研究。实验中利用高功率单频光纤激光器泵浦布里渊环形腔，由于受光纤隔离器最高承受功率的限

6、制，布里渊光纤环形腔的净泵浦功率仅为2.15W，通过优化布里渊环形腔的腔长到10m，最终实现了最高功率为1.4W，光谱信噪比为77dB，线宽为3kHz的窄线宽单频激光输出。关键词：布里渊光纤激光器；单频激光器；光纤放大器；受激布里渊散射-I-AbstractAbstractHighopticalsignal-to-noiseratio(OSNR)single-frequencyfiberlaserswithhighoutputpowerareofhugeinterestbecauseoftheirpotentialapplicat

7、ions,suchasopticalcommunications,high-precisionsensing,coherentdetection,laserLIDARandsoon.Inrecentyears,theoutputpowerofthesingle-frequencyfiberlasershavebeengreatlypromoted,butitisdifficulttopreservehighOSNR.TheBrillouinfiberlaser(BFL)canrealizehighOSNRsingle-longit

8、udinal-mode(SLM)laseroutputowingtothenarrowgainbandwidthofthestimulatedBrillouinscattering(SBS),thenoisesuppressionandlinewi