基于等效相移技术的双波长光纤激光器研究

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1、基于等效相移技术的双波长光纤激光器研究作者：贾凌慧导师：陈向飞教授南京大学材料系固体微结构国家重点实验室Dual-．wavelengthfiberlasersbasedonequivalentphaseshiftAuthor：JiaLinghuiMentor：ProfessorChenXiangfeiDepartmentofMaterialsScience&EngineeringNationalLaboratoryofSolidStateMicrostructureNanjingUniversity、May24，201摘要毕业论文题目：基王笠赦担整撞苤数巫遮蓬出红邀

2、光墨硒塞特刻¨娥堋剐：一f㈣煳作为光纤技术的一个重要组成部分，光纤激光器由于具有噪声小、线宽窄、结构简单、体积小、价格低、抗电磁干扰等优点，一直都是人们研究的重点。双波长分布反馈式(DFB)光纤激光器作为光纤激光器家族重要的一员，在通信、传感、微波光子学等许多领域有着广泛的应用。本论文主要研究基于等效相移理论实现双波长DFB光纤激光器的方法，并通过两种双波长光栅结构对等效相移(EquivalentPhaseShift，EPS)技术进行了理论和实验上的证实，结果表明等效相移技术可以用亚微米的精度取代纳米级的相移实现稳定的高性能DFB激光器，结构简单，适合于大规模应用。

3、文中首先简单回顾了DFB光纤激光器的发展历史，介绍了光纤激光器的基本原理和目前多波长DFB光纤激光器的研究进展。接着以大量篇幅讨论了光纤布拉格光栅的基本理论，介绍了光纤布拉格条件及其数值解析方法，包括耦合模理论和传输矩阵理论，并且对几类特殊的光纤光栅进行了模拟计算，给出各类光栅的反、透射谱及时延特性等，同时介绍了光纤光栅制作的实验方法。随后文中介绍了为本文提出的双波长激光器设计提供理论基础的等效原理以及采样光纤光栅中的等效相移原理，并借助数学分析工具对其成因进行了分析。该方法可以将光栅制作精度要求从纳米量级降低到微米量级，大大降低了制作成本。借助采样光纤光栅中的等效

4、技术，作者提出了两种双波长DFB光纤激光器结构。通过模拟和讨论光纤光栅各参数对激光器的影响，从而设计和制作了基于此的等效双相移结构，在980nm泵浦光作用下形成31pm波长间隔的稳定双波长激射；结合叠印技术实现了叠印等效相移的双波长DFB光纤激光器，在1557．355nm和1557．753nm摘要处稳定激射。在光纤光栅的制作过程中，等效相移技术可以利用现有的普通均匀相位掩膜板和亚微米精度的位移控制台，在载氢掺铒光纤上实现了原本需要特定的复杂相位模板和纳米级精度位移控制才可能获得的相移光纤光栅性能。基于等效相移技术，本论文实现了两种双波长DFB激光器结构，解决了传统制

5、作方法的复杂制作工序、精确的相位控制等问题，具有制作工艺简单，成本低等优点，在实验制作和实际应用中有着很大的意义。关键词：光纤布拉格光栅等效相移分布反馈激光器双波长光纤激光器AbstractTHESIS：Dual—wavelengthfiberlasersbasedonequivalentphaseshiftSPECIALIZATION：MaterialsPOSTGRADI，ATE：Ⅳ匝NTOR：JiaLinghuiProfessorChenXiangfeiFiberlasers，asoneimportantpartoffibertechnology,isalway

6、safascinatingtopicforlotsofadvantagessuchaslownoise，narrowlinewidth，simpleconfiguration，smallvolume，lowcostandEMIresistance．Dualwavelengthdistributedfeedback(DFB)fiberlasers，asakindoffiberlasers，havewideapplicationincommunication，sensing，microwavegeneration，andmanyotherareas．Ⅲspapermai

7、nlyfocusesonthemethodtoachievedual-wavelengthDFBfiberlaserbasedonequivalentphaseshift(EPS)theory,andtoprovethistechnologytheoreticallyandexperimentallythroughtwodual-wavelengthgratingstructure．ItshowsthatthistechnologyofEPSCanachievehighperformanceDFBlasers、析Ⅱltheprecisionofsubmicron