张良[1]2004年在《多量子阱半导体激光器与掺铒光纤激光器的研究》文中研究指明本论文就目前光通讯系统中最主要的两种激光器光源做了全面的论述,文章第一部分对多量子阱半导体外腔锁模激光器进行了理论和实验研究;第二部分对环形腔掺铒光纤激光器和光纤光栅多波长掺铒光纤激光器进行了理论和实验研究,为光纤激光器的下一步研究和应用奠定了理论和实验基础。本文主要做了以下几个方面的具体工作:推导了注入型半导体激光器载流子密度和光子密度的速率方程,建立了这种激光器在脉冲电流调制时瞬态响应特性的理论模型,并利用数值计算的方法对比分析了光增益与载流子密度呈线性关系和呈对数关系时的瞬态驰豫振荡曲线,证明了对数关系是更准确的模型,分析了注入电流和量子阱阱数对瞬态响应曲线的影响,最后给出了最佳量子阱阱数的数值计算结果。建立了外腔激光器调整机构,封装了半导体激光器管芯、设计制作了直流偏置稳压电源,实现了平面镜反馈和反射光栅反馈外腔连续激光输出,输出激光光谱宽度分别是5nm和2nm,并利用反射光栅实现了80nm范围的激光波长调谐。推导了环形腔掺铒光纤激光器的理论模型,分析了腔内损耗和耦合器输出比例对于激光器输出特性的影响,解释了腔内损耗、耦合输出比与激光器输出功率、阈值功率和斜率效率的关系,数值计算了在一定泵浦功率下激光器输出功率、阈值功率与掺铒光纤长度的关系,这些工作是优化激光器结构设计工作很重要的参考依据。实验论证了耦合器耦合输出比例分别为10%、20%、50%、80%、90%的环形腔结构所得到的不同输出特性,给出了激射波长变化的数据和阈值功率及输出功率变化的曲线,利用光纤光栅实现了环形腔光纤激光器双波长及叁波长振荡。本文对目前主要的两种激光光源做了理论分析、数值模拟和相应的实验研究,得到了很多有意义的结论,对今后的实验研究具有一定的参考价值,为今后通讯光源技术的推广和发展打下了基础。
丁镭[2]2001年在《光纤激光器及其在WDM通信系统中的应用研究》文中研究表明光纤通信为迅速发展的信息业提供了一种上乘的信息传输技术,并且已经成为国家信息基础设施建设的重要组成部分。为了满足超高速、超大容量光纤通信的要求,人们不断研制出新的通信模式。其中,波分复用(WDM)通信技术具有可重构性、透明性、兼容性和生存性等优点,成为光纤通信领域的研究热点和前沿。WDM通信技术的发展对光纤器件提出了新的要求,各种新型光纤无源器件和有源器件不断涌现出来。在光纤有源器件中,光纤激光器,尤其是基于光纤光栅的光纤激光器,以其与常规光纤自然的兼容性和良好的温度稳定性等优点为世人所关注,成为半导体激光器有力的竞争对手。本论文以光纤激光器为主要研究对象,进行的研究工作如下:1. Fabry-Perot腔光纤激光器的实验研究(1)对高浓度掺铒光纤DBR双波长激光器进行了实验研究。通过充分利用剩余泵浦功率使两路激光的输出功率分别提高了6dB和0.62dB;对输出激光的自调Q现象进行了理论分析。(2)合作制成了Er3+/Yb3+共掺光纤DBR激光器。激光器阈值为40.4mW,斜率效率为1.08%,最大输出功率为1.11mW。(3)合作制成了掺Yb3+双包层光纤激光器。激光器阈值为83.4mW,斜率效率为79.6%,最大输出功率为233mW。2.环形腔光纤激光器的实验研究(1)用磁致伸缩棒对光纤光栅环形腔激光器进行了线性电调谐。波长调谐范围是1.6nm。(2)用消除背向放大的自发辐射(ASE:Amplified Spontaneous Emission)的方法使环形腔光纤激光器的信噪比提高了5.2dB。(3)制成了多波长光纤激光器(四波长和八波长)。激光器输出信道间隔为0.8nm,单路输出功率大于1mW。(4)制成了调Q光纤激光器。得到重复频率为6.098kHz,峰值功率为82mW的调Q脉冲。(5)制成了锁模光纤激光器。对2.5GHz的谐波、二阶有理数谐波、叁阶有理数谐波、四阶有理数谐波锁模脉冲和5GHz谐波锁模锁模脉冲进行了实验研究。3.光纤激光器在全光纤WDM实验系统中的应用研究
王天枢[3]2005年在《全光通信用高功率低噪声可调谐单频光纤激光器研究》文中研究表明论文研究了1.55μm可调谐窄线宽单频环形腔光纤激光器的模式、波长调谐、高速调制等问题,分析了光纤激光的增益特性、影响模式的因素、波长调谐方法,并研制了可调谐窄线宽单频光纤激光器,对光纤激光进行高速调制和长距离传输试验。论文主要内容如下:1、对于掺铒光纤的增益特性进行了理论分析和实验研究,得到了一种高平坦、高功率、70nm宽带光谱输出的C+L波段超荧光光源。2、针对环形腔光纤激光器的结构研究,采用环形腔腔长为18m和54m两种结构改变纵模间隔的方法,得到了稳定的低噪声单频光纤激光信号,从而完善了激光扫描干涉仪原理确认光纤激光器单模的新方法。3、实验分析了不同长度、浓度的饱和吸收体对输出激光特性的影响,得出了饱和吸收系数随信号光光强变化的规律。研究了光纤激光模式与腔内光器件的关系,观测到两个正交偏振模式,并通过偏振器抑制一个偏振态,获得了单纵模光纤激光。发现了饱和吸收作用导致光学双稳态效应的现象之处。4、采用2m未泵浦掺铒光纤作饱和吸收体,可调谐FBG作波长选择器,研制出输出42nm波长连续可调谐的单一线偏振光纤激光器,输出功率高达20mW以上,线宽可达25kHz,强度噪声-100dB,模式稳定。其指标比较国内同类研究成果,具有先进水平。
李尧[4]2005年在《多波长与包层泵浦Er3＋/Yb3＋共掺光纤激光器的研究》文中研究说明在新一代超高速光纤通信系统中,波分复用(WDM)系统因其具有的可重构性、透明性、兼容性等突出优点而成为光纤通信领域的研究热点和前沿。WDM通信技术的发展对光纤器件提出了新的要求,各种新型光纤无源器件和有源器件不断涌现出来。作为WDM通信系统中的关键技术,掺铒光纤激光器和放大器由于本身所具有的一系列优越性,受到越来越多的关注。本论文以多波长掺铒光纤激光器和包层泵浦Er3+/Yb3+共掺光纤激光器为主要研究对象,进行的研究工作如下:1多波长掺铒光纤激光器的实验研究:1)对基于保偏光纤光栅的可开关双波长掺铒光纤激光器进行了实验研究,使用刻写在保偏光纤上的光纤布喇格光栅作波长选择器件,通过调整偏振控制器的状态,在室温下得到了稳定的双波长激光输出,波长间隔0.52nm,16次重复扫描对应于每一波长的振幅变化及波长间振幅差异均小于0.2dB。2)对基于保偏光纤摩尔布喇格光栅的多波长掺铒光纤激光器进行了实验研究,利用一块均匀模板,通过对光纤拉伸及二次和叁次紫外曝光的方法在保偏光纤中写制出摩尔布喇格光栅,两光栅分别具有四个和六个透射峰。将光栅作为波长选择器件及输出耦合器应用于线形腔掺铒光纤激光器中,液氮冷却条件下得到了四个和六个波长的激光输出,波长最小间隔0.5nm。2掺铒光纤激光器输出特性的实验研究:1)利用光滤波器实现了可调谐环形腔掺铒光纤激光器,并研究了输出耦合比对激光输出功率和调谐带宽内功率波动的影响,以此来优化环形腔激光器的输出特性。激光输出功率随输出耦合比变化,当输出耦合比在80%-90%之间时,激光输出功率具有最大值。并且此时带宽范围内,激光的峰值功率波动较小,具有较好的平坦度。2)提出了一种基于双折射光纤环镜的输出功率可控的掺铒光纤激光器。利用双折射光纤环镜的滤波特性,将其作为对固定波长反射率可调的输出腔镜应用在光纤激光器中,达到输出功率可控的目的,其动态变化范围超过
赵春柳[5]2002年在《通信系统中光纤激光器及光纤放大器的研究》文中提出光纤通信迅猛发展,一方面,点到点传输系统迅速提高,波分复用(WDM)系统向着超大容量超长距离发展;另一方面WDM不断的与其它扩容技术(OTDM,OCDMA)结合,向光传送联网方向发展。为了满足光通信系统的发展要求,光源技术、光放大技术、网络节点技术及光纤传输技术等飞速发展,各种新型光器件不断涌现。结合当前光通信系统的发展方向及研究热点,论文的研究内容主要包括:1.主动锁模光纤环形腔激光器的研究从理论分析、数值模拟和实验等方面,详细地研究了主动锁模光纤环形腔激光器。首先阐述了主动锁模激光器的基本原理。结合实验条件,忽略非线性效应,数值模拟了主动锁模光纤环形腔激光器的输出脉冲特性。腔内剩余色散、光滤波器带宽和腔内损耗的参数对输出脉冲的脉宽和啁啾有很大影响。在国内首次采用光纤Bragg光栅作为波长选择元件来代替传统滤波器,实现波长可调谐主动锁模光纤激光器。光纤光栅代替宽带可调谐滤波器不仅可大大减小腔内的损耗,而且可降低整个锁模光纤激光器的制作成本。由于光纤光栅精确的波长选择特性,激光输出具有良好的波长稳定性。在国内首次利用啁啾光纤光栅引入的大色散,通过调谐调制频率,实现波长可调谐主动锁模光纤激光器。与使用DCF相比,大大缩短了腔长,有效减小环境的影响,使激光器更加稳定。首次利用有理数谐波锁模技术,用两只光纤光栅作波长选择器件,得到不同频率双波长主动锁模光纤激光器。在同一个环形腔内,一个波长工作在谐波锁模状态,另一个波长工作在有理数谐波锁模状态,因此一个波长的光脉冲信号的重复频率可以是另一个波长信号的2或3倍。在国内首次详细研究了用半导体LD作调制器的主动锁模光纤激光器。充分利用F-P LD的特性,集调制和滤波特性于一体,大大减小环形腔内的损耗,使得在较低的增益下仍可得到稳定的锁模脉冲。首次利用F-P LD的多模特性,通过调整环形腔内的偏振控制器,实现激光
熊凌云[6]2004年在《DWDM通信系统用POADM及多波长全光纤激光器研制》文中认为随着人类社会步入信息化时代,对通信的需求呈现飞速增长的趋势,波分复用(WDM)通信技术应运而生。目前,WDM系统的发展呈现出以下两大趋势:一方面,WDM正在由点到点传输系统向WDM全光网发展。光分插复用器(OADM)能够在光域上实现信号的上下载,克服了传统技术的电子瓶颈,是实现WDM全光网的关键技术。另一方面,WDM通信系统正朝着信道数目越来越多的方向发展。为了降低成本,以多波长激光器作为通信系统光源成为必由之路。在各类多波长激光器中,多波长掺铒光纤激光器(MW-EDFL)以其众多优点成为了研究热点。本论文以基于光纤光栅的可编程OADM和多波长掺铒光纤激光器作为主要研究对象,进行了以下研究工作:1.利用耦合模理论分别对光纤布喇格光栅和双折射光纤布喇格光栅的光谱特性进行了分析和计算机模拟。探讨了光纤布喇格光栅的轴向应变调谐和横向应变调谐机理,并对两种调谐技术给出了理论分析结果。2.比较系统的总结了可编程OADM的发展现状、结构,以及其应用前景。同时分析了各种可编程OADM的优点、缺点,结合几种方案的典型产品,对可编程OADM的应用前景做了展望。3.研制了基于光纤布喇格光栅和环形器的可编程OADM。光纤光栅采用压电陶瓷调谐方案,以光谱仪作为信道监测,计算机为控制中心,较好地实现了可编程OADM的实验及其相关测试。其中,利用4波长掺铒光纤激光器对所研制的可编程OADM测试,其上下载波长分别为1550.02nm,1550.82nm,1551.62nm,1552.42nm,间隔0.8nm,调谐速度在1s左右,相邻信道隔离度达到21.5dB,实现了对上下载波长的控制与监视。4.介绍了线形腔光纤激光器和环形腔光纤激光器的基本理论以及多波长激光器稳定振荡的条件,并总结了几种实现多波长掺铒光纤激光器的稳定振荡的方法。5.对多波长掺铒光纤激光器进行了实验研究。分别利用叁种方案实现了常温下稳定激光输出的结构新颖、简单实用的多波长掺铒光纤激光器:(1)通过调谐装置提供轴向应变和横向应变,分别利用双折射光纤光栅和单模光纤光栅作为激光的选频器件,实现了波长及波长间隔可调谐的双波长掺铒光纤激光器。(2)利用双折射光纤和起偏器组成的周期滤波器,通过偏振烧孔效应抑制由均匀展宽引起的模式竞争,实现了室温下稳定激光输出的可调谐双波长掺铒光纤激光器。激光器可以实现波长间隔分别为3.44nm和1.56nm的双波长激光输出,此外,该激光器还能获得波长调谐在1599.28nm-1605.84nm范围内的单波长激光输出。(3)利用双折射光纤环形镜作为反射镜,结合起偏器在激光腔内引入偏振
参考文献：
[1]. 多量子阱半导体激光器与掺铒光纤激光器的研究[D]. 张良. 天津大学. 2004
[2]. 光纤激光器及其在WDM通信系统中的应用研究[D]. 丁镭. 南开大学. 2001
[3]. 全光通信用高功率低噪声可调谐单频光纤激光器研究[D]. 王天枢. 吉林大学. 2005
[4]. 多波长与包层泵浦Er3＋/Yb3＋共掺光纤激光器的研究[D]. 李尧. 南开大学. 2005
[5]. 通信系统中光纤激光器及光纤放大器的研究[D]. 赵春柳. 南开大学. 2002
[6]. DWDM通信系统用POADM及多波长全光纤激光器研制[D]. 熊凌云. 南开大学. 2004
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