線寬超窄的雙波長光纖激光器研究.pdf

1、多波長超窄線寬光纖激光器在光傳感、光纖通信、高精度測量儀器、精密醫(yī)療設備和微波太赫茲波的產(chǎn)生等方面具有廣泛的應用前景。在光通信方面，超窄線寬的多波長光纖激光器可以極大的提高通信容量、通信質(zhì)量和通信距離，同時降低通信系統(tǒng)成本；在多參數(shù)光傳感領域，線寬極窄的多波長光纖激光器可以有效的提高傳感精度和準確度，同時避免多個光源帶來的高系統(tǒng)成本和更多的不穩(wěn)定性；在微波太赫茲波產(chǎn)生方面，利用線寬超窄、相位噪聲極低的雙波長光纖激光器進行光學差頻可以獲得

2、更加純凈的微波和太赫茲波。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①首先從工作原理上對實現(xiàn)超窄線寬光纖激光器和雙波長光纖激光器的主要技術(shù)方案進行了分析，指出利用瑞利散射深度壓縮激光線寬的方法是目前非常有效的激光線寬壓縮技術(shù)，瑞利散射譜的線寬小于輸入激光的線寬，光在激光諧振腔內(nèi)循環(huán)多次之后，瑞利散射對激光線寬的壓縮效應逐漸積累，最終可以獲得線寬超窄的激光輸出。由于瑞利散射不具有波長選擇性，因此從理論上講，十分適用于對多個不同波長的激光線寬進行同時

3、壓縮。②基于光纖中的瑞利散射深度壓縮激光線寬的機制，采用典型的環(huán)形光纖激光腔結(jié)構(gòu)，結(jié)合兩支中心波長分別為1530 nm和1550 nm的FBG進行激光諧振波長選擇，通過調(diào)節(jié)可調(diào)諧光衰減器和偏振控制器分別調(diào)節(jié)兩個波長激光分別對應的腔損和增益使其達到均衡狀態(tài)，從而獲得穩(wěn)定的雙波長激光輸出；采用110 m的微拉錐光纖作為高受激布里淵閾值光纖，實現(xiàn)瑞利散射信號的積累從而對激光線寬進行深度壓縮，最后通過自外差探測法對兩個波長輸出激光的線寬分別進行

4、探測，在泵浦光功率為200 mW時，獲得的1530 nm波長激光和1550 nm波長激光的線寬分別為670 Hz和650 Hz，其邊模抑制比分別達到52 dB和51 dB，兩波長輸出功率最大達到1.07 mW和1.09 mW，穩(wěn)定性良好。③將激光腔內(nèi)110m的微拉錐光纖移除進行對比實驗，研究瑞利散射對激光線寬的壓縮效果，未利用瑞利散射進行激光線寬壓縮的情況下，獲得的雙波長激光輸出線寬分別為12.93 kHz和13.4 kHz，實驗表明瑞

5、利散射的確有效的壓縮了激光線寬，成功地將數(shù)十 kHz的激光線寬壓縮到百赫茲量級，且其對兩個波長激光的線寬壓縮效果基本相同，兩個波長不具有選擇性。④固定一支FBG的波長，通過施加應力的方式調(diào)諧另外一支FBG的中心波長，從而實現(xiàn)輸出激光的波長調(diào)諧，波長調(diào)諧后該雙波長激光器依然保持雙波長的穩(wěn)定激射，并且激光線寬保持700 Hz不變，調(diào)諧范圍為3 nm左右，該實驗結(jié)果進一步說明基于光纖中的瑞利散射深度壓縮激光線寬的機制可以同時實現(xiàn)多個激光線寬的