基于环形滤波镜的单频掺镱光纤激光器研究.pdf

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1、分类号：０４３学校代码：１０６９７密级：２０１２２０５６４：公开学号ｍ？＆九尽ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士字位ｉ２文ＭＡＳＴＥＲ＇ＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于环形滤波镇；的单频掺镱光纤激光器研究‘－学科名称：物理学作者：邓剑萍指导老师：白晋涛教授西北大学学位评定委员会二〇一五年西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、、保存使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学

2、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。＆学位论文储鮮：鮮教师签名：，／得＾年年Ｚ月？曰６月卜曰＞＾／Ｊ西北大学学位论文独创性声明…本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，也，本论文不包含其他人巳经发表或撰写过的研究成果不

3、包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。＾学位论文储鮮：口年月／曰（摘要一单频光纤激光器是指在光学的谐振腔内只有个纵模输出的光纤激光器，因而又称为单纵模光纤激光器、相干性好、结构简单紧凑及线宽窄等特点而广，因其转换效率高泛应用于光通信、光纤传感、精密测量等领域。本文釆用光纤环形镜与可饱和吸收体相０６４ｎｍ结合将其应用到线性腔的方法来实现１的单频光纤激光输出，而后将实验所得到的单频激光作为种子光进行了功率放大，主

4、要工作及研究内容为：１、．理论分析了掺镱光纤的能级结构光谱特性，并对最佳的光纤长度及线性腔内功率的分布进行了计算。基于光纤环形镜的工作原理，将其与可饱和吸收体结合形成光纤。环形滤波镜，包括动态光栅的，理论分析了环形滤波镜的滤波原理及工作机制形成机理分析了石墨稀之所以在光纤环形镜及单频光纤激光器中作为可饱和吸收体的原因。２．实验中采用可饱和吸收体应用到光纤环形镜并将其置于线性腔中的方法来实现单频光纤激光器。分别使用掺镱光纤和石墨稀作为环形滤波镜中的可饱和吸收体，通过不断调节两个偏振控制器，实现了中心波长１０６４ｎｍ的稳定单

5、频激光输出，功率稳定性达到９８％以上，信噪比为６０ｄＢ，其中使用掺镱光纤作为可饱和吸收体获得阈值３０ｍＷ、最大输出功率为３２ｍＷ、斜率效率为３３．８％的单频激光输出，而使用石墨稀作为可饱和吸收体则得到了阈值２６ｍＷ、最髙输出功率为１６ｍＷ，斜坡效率为１５％的单频激光输出。使用光纤延时自外差的方法测得其输出线宽为５ｋＨｚ。３。．在实现了稳定的单频激光输出后，将其输出的信号作为种子光进行了功率放大实验釆用ＭＯＰＡ放大系统，先后分别使用２ｍ、５ｍ．１０ｍ的掺镱光纤作为增益介质，经实验比较，发现长度为５ｍ时所获得的输

6、出功率效果最好，其中在栗浦光最大为３００ｍＷ时，得的单频激光放大功率为１６０ｍＷ，增益系数１４．３ｄＢ，放大倍数为２６．７倍。关键词：单频光纤激光器，线宽，可饱和吸收体，光纤环形滤波镜，功率放大ｉＡｂｓｔｒａｃｔＳｉｎｌｅｆｒｅｕｅｎｃｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｒｅｆｅｒｓｔｏｔｈｅｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓｏｎｌｏｎｅｇｑｙｙ－－－ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｍｏｄｅｏｕｔｐｕｔｉｎｉｔｓｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｙｓｏｉｔｉｓａｌｓｏｃａｌｌｅｄｓｉｎｇｌｅｌｏｎ

7、ｉｔｕｄｉｎａｌｍｏｄｅ，ｇｆｉｂｅｒｌａｓｅｒ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｈｉｇｈｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｇｏｏｄｃｏｈｅｒｅｎｃｅ，ｃｏｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｎａｒｒｏｗｌｉｎｅｗｉｄｔｈａｎｄｏｔｈｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｉｎｇｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｈａｓａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｏｐｔｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ，ｐｒｅｃｉｓ

8、ｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓａｅｒｗｅｃｏｍｂｉｎｅｄｔｈｅｆｉｂｅｒｌｏｏｉ