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近年来,单频光纤激光器作为激光器领域的一个研究热点,发展迅速。因它具有相干性好、易于集成化、散热性好、光束质量好以及抗干扰能力强等特点,因而使其广泛地应用于激光测距、激光雷达、光纤水听器、激光医疗、干涉检测、光谱成像、引力波探测等领域。随着高掺杂、多组分玻璃光纤新型技术的飞速发展,光纤激光器领域实现单频输出腔型选择越来越偏向于短直线型腔,尤其是利用结构简单紧凑、全光纤、稳定性高、纵模间隔较大且不易跳模的分布布拉格反射式(Distributed Bragg R eflector-DBR)短直腔结构来实现光纤激光器单频输出的方法,逐渐受到了广大科研学者积极的关注和研究。本论文选用两个宽带、高反光纤光栅(HR-FBG)和1.4cm长度的高掺杂浓度Yb3+增益介质构建了DBR短直腔光纤激光器,成功实现了输出波长为1030nm的单频激光输出,并对其输出功率进行了放大的实验研究。同时,也对光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)局部点加热带通滤波特性以及温度传感增敏特性进行了实验研究。本文主要的研究内容及其成果如下:首先,简单介绍了传输矩阵理论,理论计算、分析了在FBG栅区不同位置引入不同相位突变对其反射谱的影响。在此基础上,基于传输矩阵理论,改变加热温度、加热位置和加热宽度等参数,理论分析了FBG局部点加热的输出光谱特性。另外,对掺杂Yb3+离子光纤的能级结构和光谱特性进行了介绍和分析。接着,提出了一种基于两个宽带、高反光纤光栅(HR-FBG)的短直腔DBR结构的单频光纤激光器。该短直腔DBR光纤激光器采用长度为1.4cm的以石英玻璃为基底、高掺杂浓度Yb3+增益光纤为工作介质。通过对该光纤激光器的两个HR-FBG进行精确地温控,使其反射峰边缘处相交叠,进而有效地压窄腔内增益带宽,成功实现了输出波长为1030nm的单纵模激光输出,并对其运转特性进行了全面的实验研究。固定输出端HR-FBG温度为12℃,输入端HR-FBG的温度在59.2℃~60.6℃范围时,该DB R短直腔光纤激光器始终呈现单纵模运转。同时,在该光纤激光器处于单纵模运转时,两个HR-FBG按照相同的温度步长同时进行温度调谐,实现了连续可调谐的单频激光输出。为实现该单频光纤激光器的高功率输出,分别对此单频激光输出分别进行了后向泵浦光放大方式的实验研究。采用这种功率放大方式条件下,当增益长度为8.5cm时,得到的放大输出功率为349.7m W,斜效率为69.8%。在此工作基础上,对宽带FBG在局部点加热情况下的输出光谱特性进行了实验研究,实现了单波长、双波长以及四波长滤波窗口,为实现双宽带HR-FBG组成的光纤激光器单频输出提供了一种可能方法。最后,分别以铜、铝、有机玻璃、聚四氟乙烯为实验衬底材料,对采用片式粘敷封装技术的FBG温度传感增敏特性进行了实验研究。当对两侧尾纤有涂覆层的FBG进行封装时,其温度灵敏系数分别是裸纤情况下的2.3倍、2.9倍、5.2倍、11.7倍。为了改进实验,对尾纤无涂覆层的FBG进行了封装测试。在测试温度范围内,其反射波长随温度的变化始终呈现良好的线性关系,其温度灵敏系数分别提高到了3倍、3.4倍、9.2倍、12.6倍,测量结果重复性良好。