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窄线宽光纤激光器在激光光谱学、光纤传感、激光雷达测距和相干光通信等领域具有广泛的应用价值。本文针对如何获得窄线宽光纤激光输出以及改善其频率稳定性等问题,对谐振腔腔形选择、滤波结构设计以及稳频控制方法等展开详细的理论分析和实验研究。本论文的主要内容如下:1.提出了一种高频率稳定性的窄线宽光纤激光器实现方案。依据光纤激光器线宽理论,建立其理论模型,对谐振腔腔形、增益介质、温度与振动等影响线宽和频率稳定性因素进行研究,采用环形腔结合可饱和吸收体线宽压缩技术,并恒温控制、防震措施,获得高频率稳定性窄线宽光纤激光输出。2.仿真分析确定增益光纤的浓度和长度。依据速率方程和功率传输方程,建立了环形腔掺Er3+光纤激光器输出功率、阈值功率以及斜率效率等特性的理论模型,并展开相应的仿真分析,确定并采用长度为3米的高掺Er3+光纤作为增益介质。3.开展了可饱和吸收体窄线宽掺Er3+光纤激光器的研究。实验装置采用环形腔,用隔离滤波器增大谐振腔纵模密度,结合30米可饱和吸收体,消除多纵模现象和抑制模跳,最终获得了相应地窄线宽光纤激光器的输出。实验装置工作波长为1550 nm,输出功率24.3mW,光-光转换效率12.66%,斜率效率15.76%,波长扫描范围约为20 nm。由延迟自外差方法测量得到其光谱线宽约为4.7 kHz。4.提出了基于一种新型的鉴频方法的稳频控制系统。创新地提出一种基于声光移频器的新型鉴频方法,以单片集成电路AD8302构成鉴频电路,设计制作了鉴频系统,其鉴别频差信号小于10 Hz。搭建了基于M-Z干涉仪的控制光路系统,并实验获得PZT驱动电压放大倍数66.67,驱动频率与PZT相移系数,鉴频M-Z干涉仪输出干涉条纹与PZT驱动电压,以及频率漂移方向与PZT驱动电压等的关系模型。5.搭建了高频率稳频性的窄线宽光纤激光器系统,开展了稳频窄线宽光纤激光器输出光谱频率稳定性和线宽测量的实验。实验结果表明:激光器的频率漂移量从860MHz减小至180MHz;激光输出线宽约为5.0kHz,加入反馈系统后线宽没有明显变化。因此,本论文所提出的方法,通过理论分析和实验结果,验证了其可行性。