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《光纤布拉格光栅法布里 ! 珀罗腔纵模特性研究 !.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第)’卷第#期"$$(年#月物理学报SF5-)’,RF-#,T3><3E7,"$$(#$$$*’"%$H"$$(H)(’$#)H$#()*$&NO?N,PI0QON0QRQON$"$$(OU4>-,U7:-0F6-"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""光纤布拉格光栅法布里!珀罗腔纵模特性研究!!吕昌贵崔一平王著元恽斌峰(东南大学电子工程系,南京"#$$%&)("$$’年(月(日收到;"$$’年)月(日收到修改稿)分析了光纤布拉格光栅构成的法布里*珀罗(+*,)腔的透射谱特性,讨
2、论了光栅带宽,反射系数相位因子以及腔长对+*,腔透射特性的影响,并对+*,腔随温度和应变的特性进行了分析,然后给出如何设计在光栅中心耦合波长处单模运转的法布里*珀罗腔-并提供了数值模拟结果和实验结果-关键词:光纤布拉格光栅,法布里*珀罗(+*,)腔,光纤激光器"#$$:(".#/,(".#,(".$0,(".$体分布反馈激光器强有力的竞争对手-腔长#62输#A引言出功率)@!/的短腔单频掺铒光纤激光器已有报道-由于腔长很短,腔模间隔可与光栅带宽比拟,因密集波分复用(B/BC)技术是光纤通信的主此这种短腔激光器加热至%$J时都不存在模式的[@]要发展方向-窄带、波长
3、可调的光源是用于波分复用跳变-对于这种线性腔光纤激光器,由一对光纤布光通信系统中的关键元件-光纤激光器与光纤系统拉格光栅组成的谐振腔的设计成为关键-这种+*,的可兼容性、紧凑的尺寸和简单的结构,使得它在波腔与普通+*,腔不同之处在于布拉格光栅只在带宽分复用系统中的应用极具吸引力-采用不同内腔调内存在反射,并且其反射系数相位因子不同-目前对[#,"]谐结构的可调环形光纤激光器已有报道-这类激光纤光栅+*,腔的分析没有从反射系数相位因子的光器尽管是单频输出,但是存在着模式之间的跳变-影响来研究腔的纵模特性,也没有针对这种线性腔在环形光纤激光器中加入两个光纤+3DE7*
4、,;EFG腔形光纤激光器所关心的单模运转以及腔的温度和应变成窄带宽滤波器可以抑制模式之间跳变-但是这种的变化特性等来进行-本文先讨论了光纤光栅+*,环形腔至少有几米长,邻近腔模间隔小,其热诱导跳腔的纵模特性,着重讨论了光栅反射系数相位因子[’,(]变依然存在-的影响,并对这种+*,腔的温度和应变特性进行了减小腔长可以减少腔模数量-腔长减小带来的分析,然后给出了如何设计这种单模运转的光纤光腔增益减小成为需要解决的主要问题-对紫外感光栅+*,腔-[)]的宽抽运吸收带宽新型1EHID光纤的研制成功解决了这个问题-它在%.$>2处的抽运吸收强度比普"A理论分析通1E掺杂光
5、纤高出两个量级-直接在增益光纤上写入一对布拉格光栅,减小了腔内损耗及腔长-这种线假定光栅折射率调制大小仅是对光纤导模有效性腔光纤光栅激光器不仅阈值低、激光输出斜效率折射率的一种微扰,用下式描述:高、带宽窄、调谐范围大,而且可在无需放大、反馈的"#!;(KK")L!;KKM"!;(KK"){#M!6F:["M#(")]},自由运行条件下实现纯单频单偏振模高功率稳定输"出[),&]-它将会在对波长选择要求严格、波长稳定性(#)要求高的应用中(如密集波分复用系统、光纤同轴式中!;KK为光纤未曝光时的有效折射率,$!;(KK#)为有线电视系统及相干光纤光雷达系统等)成为半
6、导有效折射率平均调制,!为折射率变化的条纹可见!国家杰出青年科学基金(批准号:&$#"))#’)资助的课题-!通讯联系人,1*2345:6789:;<-;=<-6>?;5:.&*")*’&$#@&%74A物理学报@.卷度,!为光栅周期,"(!)描述光栅的啁啾!这种均##匀布拉格光纤光栅的反射系数"和透射系数#分别))!#$$*["]!为))!#$$*,-%((!#)$$*)$)$&$*%&’((!#)$$*)$)"#(.)$#%&’((!#)$$*)$)从())式可以得到光栅反射系数的相位角,即光,%"$*%&’((#)))!)$$*),-%(()))!$$*$+
7、!#$$*$波经光纤光栅反射后的相位变化())ìæ!#)$$*),-%(()))ö!+/0,1/’çç$!#$$*$÷÷,&"&,ï2ïè$*%&’((!#)$$*)$)ø%"#í(4)ïæ!#)$$*),-%(()))öï/0,1/’çç$!#$$*$÷÷,&3&2!îè$*%&’((!#)$$*)$)ø!的耦合反射作用,因此这种由一对92:组成的法布在())(,.),(4)式中,##%’&566为交流耦合系&里<珀罗腔只能在光纤光栅的反射带宽内谐振,在反数,$为光栅长度,$*#()!&566$!)+)!’&566$射带宽外没有谐振峰!这是这种腔相对于普通光
8、纤&!&法