【摘 要】
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随着激光技术的逐渐成熟与发展,单纵模(SLM)光纤激光器由于其在光纤传感、激光雷达、微波光子学、光学原子钟等领域具有极大的潜在应用,被广大学者深入研究。目前,SLM光纤激光器的研究热点之一为实现激光的超窄线宽、单/双/多波长可切换、波长可调谐/扫描等多性能输出。本文是基于新型无源复合谐振腔滤波及其单纵模光纤激光器应用展开的工作,主要创新点和研究内容包含:1.对级联和嵌套型无源复合谐振腔滤波器进行了
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随着激光技术的逐渐成熟与发展,单纵模(SLM)光纤激光器由于其在光纤传感、激光雷达、微波光子学、光学原子钟等领域具有极大的潜在应用,被广大学者深入研究。目前,SLM光纤激光器的研究热点之一为实现激光的超窄线宽、单/双/多波长可切换、波长可调谐/扫描等多性能输出。本文是基于新型无源复合谐振腔滤波及其单纵模光纤激光器应用展开的工作,主要创新点和研究内容包含:1.对级联和嵌套型无源复合谐振腔滤波器进行了理论建模及仿真分析,其涉及到的仿真方法包括常规的基于传输矩阵的研究方法以及自动控制理论中基于信号流程图的研究方法。对两种结构均详细分析了不同参数下的透射谱变化规律。通过对其自由光谱范围和半高全宽等主要参数研究发现,在给出的两类复合谐振腔滤波器中,嵌套型“8”字腔滤波器结构的滤波效果具有明显的优势。2.研制了一种基于“8”字腔滤波器的四波长可切换及可调谐SLM光纤激光器。结合激光器主腔特性和级联保偏光纤光栅(PM-FBG)反射谱特性,以SLM激光实现为目标,对“8”字腔滤波器进行了理论研究与实验制作。首次将45度轴偏差熔接的级联PM-FBG作为四通道波长初定滤波器用于多波长可切换光纤激光器中,通过引入增强的偏振烧孔效应和偏振依赖损耗,实现了4组单波长、6组双波长、4组三波长以及1组四波长(共15组)激光输出模式的可切换运行。在单波长运行中,得到了>82 dB的光信噪比、>67dB的边模抑制比、<600 Hz的激光线宽、≤-154.58 dB/Hz的相对强度噪声(频率>3 MHz)、≤0.311 dB(7.93%)的功率波动、30min内无跳模和优秀的偏振相关特性。另外,对不同的双波长运行模式的波长间隔可调谐及其生成微波信号的可行性进行了验证,并在波长间隔为0.184 nm时,成功生成了频率为23.10 GHz的微波信号。
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