光纖隨機激光器級聯(lián)輸出及輸出效率特性的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、光纖隨機激光器作為隨機激光的一種新分支,具有結構簡單、頻譜無模式、單橫模輸出和超長距離傳輸?shù)泉毺貎?yōu)勢,在理論與應用領域均具有非常重要的意義。關于該類新型激光器的功率特性、光譜特性及調控和在光纖通信、光纖傳感領域的應用研究近幾年來以陸續(xù)展開。
  早期對于光纖隨機激光器的研究主要采用超長距離光纖(>50 km),且泵浦均為非偏振泵浦,由于光纖中的后向瑞利散射系數(shù)很低,使得光纖隨機激光器的激射閾值較高,級聯(lián)輸出困難,且輸出效率不高,該

2、類激光器的輸出效率和功率特性還缺乏深入的探究。
  本文從隨機激光器的級聯(lián)輸出以及研究光纖隨機激光器的效率特性為研究目標,實現(xiàn)了基于拉曼增益的三階光纖隨機激光輸出和基于布里淵-拉曼混合增益的多波長布里淵-拉曼光纖隨機激光器。此外,還系統(tǒng)的研究了基于短腔的光纖隨機激光器的輸出效率特性以及在偏振光泵浦下的隨機激光輸出特性。
  首先,通過設計基于寬帶反射的光纖環(huán)反射鏡的前向泵浦半開腔結構,首次實現(xiàn)了基于拉曼增益的三階光纖隨機激光

3、輸出。FLM為一階、二階和三階隨機激光提供寬帶強點式反饋,利用FLM的寬帶反射特性,避免由于激光光譜的非線性展寬而導致的有效反射率的降低,從而可以進一步的降低隨機激光的閾值,實現(xiàn)了閾值僅為2.45 W的三階隨機激光輸出。
  此外,通過引入布里淵-拉曼混合增益,利用級聯(lián)布里淵效應,在半開腔和一種新型的結合―有源‖色散補償光纖和―無源‖普通單模光纖的無反射鏡開腔結構下解決了之前全開腔結構下多波長輸出相鄰信道間能量和線寬不均衡的問題,

4、分別實現(xiàn)了17 nm和40 nm平坦帶寬的均衡多波長輸出。
  在光纖隨機激光器效率特性方面,提出了一種基于短光纖的前端泵浦結構光纖拉曼隨機激光器,通過理論仿真光纖長度和反射鏡反射率對激光閾值、激光功率分布和輸出光轉化效率和輸出功率的影響,分析了該結構下實現(xiàn)高效率、高功率隨機激光輸出的途徑。在仿真結果的指導下,實驗采用1 km G.652單模光纖實現(xiàn)了7 W的一階隨機激光輸出,光轉化效率達到70%,實驗結果和仿真結果吻合。

5、  進一步的,本文首次研究了基于拉曼增益和隨機瑞利反饋的光纖拉曼隨機激光器在偏振泵浦下的輸出特性。結果表明,輸出的隨機激光是部分偏振光,且其輸出特性隨著泵浦的偏振態(tài)變化而變化。在偏振光泵浦下,前向和后向斯托克斯光的平均拉曼增益系數(shù)不同導致泵浦端的輸出效率較非偏振泵浦低很多。在此基礎上,利用修正后的穩(wěn)態(tài)方程定性研究了偏振演變對隨機激光功率和效率特性的影響。
  本文提出的基于 FLM的高階光纖拉曼隨機激光器以及級聯(lián)多波長布里淵-拉曼

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