【摘 要】
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针对谐振式光纤陀螺对光源的要求,本论文在稳定性、可调谐性能和温度特性等方面对光纤激光器进行了研究。主要工作内容如下:1.本论文对光纤激光器的波长调谐方案进行理论分析,还分析了可调谐滤波器选择特定波长输出的原理。此外,分析了温度对掺铒光纤损耗系数、吸收截面和发射截面的影响以及拉锥型耦合器插入损耗和分光比的影响,从而得到温度对光纤激光器输出功率和波长的影响情况。2.本论文提出一种耦合器输出前向光光纤激
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针对谐振式光纤陀螺对光源的要求,本论文在稳定性、可调谐性能和温度特性等方面对光纤激光器进行了研究。主要工作内容如下:1.本论文对光纤激光器的波长调谐方案进行理论分析,还分析了可调谐滤波器选择特定波长输出的原理。此外,分析了温度对掺铒光纤损耗系数、吸收截面和发射截面的影响以及拉锥型耦合器插入损耗和分光比的影响,从而得到温度对光纤激光器输出功率和波长的影响情况。2.本论文提出一种耦合器输出前向光光纤激光器结构。为了提高激光器稳定性,根据铒离子发射截面的各向异性,将增益光纤后向信号光隔离,前向信号光输出,辅以选频结构,利用非线性二波混频效应消除多纵模振荡和抑制跳模。获得4.56 m W的激光输出,信噪比55 d B,线宽2.04 k Hz,偏振消光比大于30d B;泵浦功率为250 m W时,功率稳定度为0.279%,泵浦功率为300 m W时,波长稳定度为1 pm。后向光输出的光纤激光器,功率稳定度0.96%,波长稳定度3 pm。前向光输出光纤激光器的功率稳定度和波长稳定度提升超过1倍。3.本论文研究了窄线宽光纤激光器的稳定性。搭建了不同输出结构的光纤激光器。对比光栅输出的光纤激光器和耦合器输出的光纤激光器,发现耦合器输出光纤激光器的激光线宽与光栅输出光纤激光器激光器相当,虽然光路器件更多,结构更复杂,但是功率和波长稳定性要明显更优。4.本论文研究了窄线宽光纤激光器的调谐性能。基于耦合器输出前向光光纤激光器结构,搭建了基于可旋转反射镜滤波器的可调谐窄线宽光纤激光器,获得了1518.003 nm-1582.504 nm的波长调谐范围。泵浦功率300 m W,调谐波长1565 nm时的输出功率最大,为4.32 m W。调谐波长为1535 nm-1570 nm时,功率稳定度保持在1%以下,输出波长1555 nm处最稳定,稳定度为3 pm,1550nm处的线宽最窄,为1.37 k Hz。5.本论文研究了耦合器输出前向光光纤激光器和可调谐窄线宽光纤激光器的温度特性。在10℃-40℃的环境中,针对上述两种激光器进行变温实验和不同温度下的恒温实验。研究发现,变温下增益光纤对激光器的输出功率影响不大,可饱和吸收体和耦合器耦合比是影响激光器输出功率的主要因素,变温下输出波长的变化主要和光纤光栅的有效折射率和光栅周期有关。对于耦合器输出前向光光纤激光器,低温时的稳定性更好,功率稳定度为0.6%,波长稳定度为8 pm。对于可调谐窄线宽光纤激光器,高温时的稳定性更好,功率稳定度为0.6%,波长稳定度为5 pm。
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