基于超荧光白噪声相位调制的高功率窄线宽激光器种子源技术研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang_fly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高功率窄线宽光纤激光器在高能激光武器,激光测距,激光引力波探测中具有重要应用。目前,窄线宽光纤激光器的功率提升受到光纤非线性效应和热效应的限制,其中受激布里渊散射(SBS)效应因其阈值低、破坏性强,受到国内外研究机构的关注。基于单频激光相位调制展宽的种子源是目前抑制高功率窄线宽激光器SBS效应的理想方案之一。本文研究了基于超荧光白噪声的单频激光相位调制展宽技术,将其应用于高功率窄线宽激光器中,有效抑制了激光器的SBS效应。理论分析了光纤中SBS效应的发生过程,阈值模型和抑制方法。根据单频激光相位调制的基本原理,建立了正弦相位调制和白噪声相位调制的仿真模型。依据掺镱超荧光光源的发光原理建立了基于超荧光相对强度噪声的白噪声理论模型。理论上白噪声幅值与超荧光光源功率成正比,与光源带宽成反比,白噪声带宽受限于使用的光电探测器带宽。根据超荧光光源的相对强度噪声在光电探测器上的表现形式是白噪声这一特性,实现了超荧光白噪声的制作。仿真分析了掺镱超荧光光源的输出特性,制作了单程反向结构的超荧光光源。理论分析了铟镓砷(In Ga As)PIN光电探测器的工作原理,响应特性和噪声特性。使用掺镱超荧光光源和In Ga As PIN光电探测器进行白噪声源的制作,实验验证了超荧光白噪声的幅值特性,获得了10 GHz带宽的超荧光白噪声。为验证超荧光白噪声对单频激光光谱线宽的展宽效果,使用超荧光白噪声对线宽小于1 k Hz的单频激光器进行相位调制展宽实验,展宽单元使用两级白噪声级联的结构。改变超荧光白噪声的幅值和带宽,实现了不同的线宽展宽效果。最终使用10 GHz+100 MHz超荧光白噪声级联调制方案,将单频激光器线宽展宽至0.14 nm(10 d B线宽)。为验证超荧光白噪声相位调制种子源对高功率光纤放大器中SBS的抑制效果,搭建了四级主振荡功率放大(MOPA)结构的实验平台,最终实现了输出功率2 k W,光谱线宽0.15 nm(10 d B)的高功率窄线宽激光输出。在放大过程中未观察到明显的光谱展宽和SBS现象。
其他文献
现代光学显微仪器将高性能光学组件与数字图像的采集处理功能相结合,实现了远远超过了人眼感知的,对待测样品微小细节的可视化的复杂功能,已被广泛应用于疾病诊断、医药学研究和材料科学等领域。尤其在生命科学与生物医药学领域,现代光学显微镜扮演着不可或缺的角色。然而,目前的光学显微镜却面临体积日益庞大、系统日益复杂、造价日益昂贵、并且对于细胞之类的生物学样品需要借助染色手段进行标记的问题。针对上述问题,本文基
人脸超分辨率重建(Face Super-Resolution,Face SR)是一种通过算法来提高人脸图像分辨率的方法,与改良硬件设备的方式相比,它拥有低成本、易升级等优势。深度学习的飞速发展使得卷积神经网络在人脸超分辨率重建任务中取得了不错的成绩,但是目前人脸超分辨率重建使用的网络结构大多是来自于普通图像重建算法的模型,没有利用人脸独有的面部特征,容易产生面部模糊、五官混淆等问题,无法达到理想的
作为非直观成像技术的重要组成部分,偏振光谱成像技术能够有效地从复杂样品中提取出偏振散射特征,对于生物组织等物质特征检测有着很好的应用前景。偏振调制的方法与各类光学系统有着很好的兼容性,可以方便地结合到检测场景中。现有的偏振检测研究主要应用于单波长领域,对于细节特征检测程度还不够,结合光谱调制能够对偏振参数的光谱特性进行检测,这样可以通过偏振光谱的差异性来获取样品的多维偏振参数信息,能够大大提升细节
计算机控制光学表面成型技术(Computer Controlled Optical Surfacing)即CCOS技术,广泛运用于中小口径的光学反射镜的加工,该技术以小磨头技术为代表,科技的发展与更高的光学元件加工需求也促使该技术融合更多更先进的加工技术。本文所涉及加工流程从单轴机研磨开始,光学元件面型到达一定精度后采取CCOS加工机床加工来进一步降低pv及rms值直到达到加工需求为止。本论文采用
随着制造业与科技水平的飞速发展,在熔焊与增材制造领域,传统的人工焊接已经无法满足工业界对大规模生产的需求,因此需要一种利用机器人代替人力焊接的自动化焊接方案。在智能化焊接中,由于焊接方式、焊接环境复杂多变,基于传统图像处理算法的焊缝跟踪方案已经难以实现理想的跟踪效果,所以需要提出一种能够适应复杂焊接环境的图像处理算法。本文针对增材制造领域中的焊缝跟踪技术进行研究,将基于深度学习的图像分割算法应用于
学位
核工业机械手作为核电设施维护的重大装备,可应用于人类无法进入的核环境热室中进行繁重复杂的工作。然而国内热室机械手操作员在作业过程中,仅仅采用肉眼通过窄小的防辐射窗来观察作业对象位置,很容易导致安全隐患。因此本文开展核环境下基于虚拟现实(VR)技术的动力机械手视觉定位研究,利用机器视觉定位结果搭建VR仿真平台辅助操作员观察与作业。本文首先对目前国内核环境下热室机械手操作过程进行了调研。针对核辐射高能
随着现代军事水平的提升,对火箭破障武器的作战性能也提出了更高要求。火箭破障武器在作战过程中,受外界环境、车体扰动以及发射火箭炮时产生的冲击力矩等因素的影响,使其具有了非线性、时变的特性,因此,对于火箭破障武器交流伺服系统控制策略的研究就具有了重要的实际价值。本文以火箭破障武器为工程背景,研究工作主要包括以下几个方面。(1)分析了火箭破障武器交流伺服系统的结构以及工作原理,搭建了火箭破障武器交流伺服
随着半导体技术的快速发展,数字开关电源的性能也在快速提升。相较于传统的模拟开关电源,数字开关电源能实现多相位控制、非线性控制、模糊控制、负载均流和故障预测等功能,并且有着集成度高以及无需要更换硬件改变性能指标等优点。由于开关电源对输出信号的采样精度较高,内部模块ADC模块需满足较高的分辨率,为了避免极限环现象和环路不稳定问题,高精度高稳定性的数字脉冲宽度调制(Digital Pulse Width
新一代物联网技术的发展与传统建筑工程行业的融合促进,产生了“智慧工地”,即在工程施工中融合物联网技术,通过统一可视化监管平台,实现工程施工精细化管理,提高工程管理信息化水平,从而逐步实现绿色建造和生态建造。在高铁领域,预制混凝土箱梁的养生工作对于混凝土质量的把控具有非常重要的意义。总体来看,国内在预制梁施工领域中,物联网技术的应用状况与其他领域相比水平不高,因此,本文针对预制混凝土箱梁的智能喷淋养