非线性偏振旋转锁模光纤激光器的理论研究

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1、劣参未交硕士学位论文非线性偏振旋转锁模光纤激光器的理论研究TheoreticalStudyofNonlinearPolarizationRotationMode-lockedFiberLaser作者：付思导师：陈根祥北京交通大学2013年3月学位论文版权使用授权书I螋嬲本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学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，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：4寸通、

2、导师签名：签字日期：加l弓年4月f占日签字日期：洳j昂k”年“月／f日中图分类号：TP391UDC：TN929．11学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文非线性偏振旋转锁模光纤激光器的理论研究TheoreticalStudyofNonlinearPolarizationRotationMode-lockedFiberLaser作者姓名：付思导师姓名：陈根祥学位类别：工学学号：10120234职称：教授学位级别：硕士学科专业：光通信与移动通信研究方向：光电子器件北京交通大学2013年3月致谢本论文的工作是在我的导师陈根祥教授的悉心指导下完成的，陈根祥教授严谨的治学态度和科学的

3、工作方法给了我极大的帮助和影响。这三年来，无论是在学习上还是生活上，陈根祥老师都给予了我很大的关心和帮助，在此向陈根祥老师表示衷心的谢意!在整个研究生的学习过程中，我还得到了光波所各位老师对我的教诲和帮助，在此向他们表示衷心的感谢!感谢宋秋艳师姐以及段晓磊，李雪，吴黎舒，李福源等研究生同学的关心帮助!同时也感谢家人和朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。另外，感谢国家自然科学基金项目(批准号：61275052)对本课题的资助。中文摘要摘要：随着光通信技术的快速发展，以密集波分复用(DWDM)技术和光时分复用(OTDM)技术为核心的第二代全光通信网络，已经开始受到国内外的广泛

4、关注。未来的光通信系统将向着超大容量、高速、超宽带宽的方向发展，能够为其提供超短脉冲光源的技术成为关键。在超短脉冲技术中，最常被采用的是锁模技术，它分为主动锁模、被动锁模和混合锁模。非线性偏振旋转(NPR)锁模激光器是被动锁模的一种，与其他锁模激光器相比，其结构简单，无须外界信号调制，可实现自锁模，输出脉冲较窄，具有优越的工作性能。非线性偏振旋转锁模激光器的这些特点使其在光通信、光传感等领域具有重要的应用价值。本文基于对NPR锁模激光器的研究，以建立更为完整、细致的理论模型，并能够详细分析其工作性能为主要目的，进行了如下几项工作内容：(1)介绍了锁模激光器的研究背景、发展进程、主要类型及特

5、点，对其工作原理进行分析与理论推导，简要阐述了其产生超短脉冲的时域与频域过程。(2)对NPR锁模激光器的理论基础进行分析，详细推导了掺铒光纤自发辐射的场强表达式，基于场的传输方程，在x和Y两个垂直偏振方向，对掺铒光纤和普通单模光纤分别采用数值化方法和分步傅里叶方法进行求解，对其他器件采用传输矩阵的方法，整合并建立理论模型。(3)通过数值仿真详细分析了各器件的工作特性，如掺铒光纤的增益曲线、弛豫时间、色散与非线性的传输特性、偏振态的旋转特性等，为NPR锁模光纤激光器理论模型数值仿真的参数选择提供了参考。(4)对NPR锁模激光器产生超短脉冲的过程进行数值仿真，对泵浦功率、非线性系数、色散系数等

6、激光器设计参数对输出脉冲特性的影响进行分析，以充分了解其工作特性，为进一步的实验研究提供参考依据。关键词：非线性偏振旋转；被动锁模；光纤激光器；超短脉冲技术；数值仿真。分类号：TN929．11111ABSTRACTABSTRACT：Thetechnologyofopticalcommunicationhasbeendevelopingrapidly．Asthecoreofthesecondgenerationall—opticalcommunicationnetwork,thedensewavelengthdivisionmultiplexingfDWDM)technologyandopt

7、icalttmedivislOllmultiplexing(OTDM)technologyhasbeguntobewidespreadconcemathomeandabroad．Forthefutureopticalcommunicationsystemswouldbetowardsthedevelopmentoflargecapacity,high．speedandultra-widebandwidthdirectio