鎖模光纖激光器及其應用研究.pdf

1、超短脈沖光源是目前非線性光學、超快光學技術(shù)領(lǐng)域中的一個非常活躍的前沿課題，也是實現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)超高速、大容量傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。因此，對產(chǎn)生超短脈沖的鎖模光纖激光器的理論和實驗研究具有非常重要的意義。另外，波分復用(WDM)與光時分復用(OTDM)是目前擴大光通信容量的有效途徑。積極探索鎖模光纖激光器在WDM 以及OTDM系統(tǒng)中的潛在應用，比如作為多波長超短脈沖光源、實現(xiàn)時鐘提取與時鐘分頻等，也具有重大應用價值。本論文從理論和實驗兩方面

2、對鎖模光纖激光器進行了較為深入細致的研究，并對其在WDM/OTDM中的應用進行了探索性研究，全文內(nèi)容如下：
　　 (1)針對8字形鎖模光纖激光器以及非線性偏振旋轉(zhuǎn)(NPR)鎖模光纖激光器，均利用了非線性薛定諤方程以及Ginzburg-Landau方程相結(jié)合建立了數(shù)學模型。通過利用分步傅里葉方法對兩個模型進行了數(shù)值研究，分析了兩種激光器腔內(nèi)各元件參數(shù)對形成的鎖模脈沖中各參數(shù)的影響，模擬了鎖模脈沖在激光腔內(nèi)的形成過程。
　　

3、 (2)利用包含高非線性光纖和摻鉺光纖的非線性放大光環(huán)形鏡(NALM)構(gòu)成的8字形鎖模光纖激光器，在實驗上得到了包括類噪聲脈沖、孤子脈沖以及綁定孤子脈沖的輸出。其中，類噪聲脈沖中含有的孤子分量其脈沖寬度為773fs，孤子脈沖的脈沖寬度為2.03ps。另外，在含有高非線性光纖的非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模光纖激光器中也得到了類噪聲脈沖輸出。
　　 (3)利用色散補償光纖(DCF)同基于單端半導體光放大器(RSOA)的注入型主動鎖模光纖激光器

4、相結(jié)合，在實驗上得到了重復頻率為10GHz，脈沖寬度均在23.3ps附近的3波長鎖模脈沖同時輸出。通過增加額外的SOA 給環(huán)腔提供增益，得到了重復頻率為10GHz的6波長鎖模脈沖穩(wěn)定輸出。該多波長鎖模光纖激光器可以方便地實現(xiàn)多個波長的同時調(diào)諧，而且對外界注入光頻率及波長的漂移、對環(huán)腔長度的擾動等都有很好的容忍度。另外，利用作為梳狀濾波器的光纖延時干涉儀同基于RSOA的注入型主動鎖模光纖激光器相結(jié)合，也得到了重復頻率10GHz的5波長鎖模

5、脈沖輸出。在腔內(nèi)額外加入SOA 提供增益的情況下，波長數(shù)擴展到了8個。
　　 (4)利用DCF 同基于RSOA的注入型主動鎖模光纖激光器相結(jié)合，在實驗上得到重復頻率為10GHz的注入時鐘信號的穩(wěn)定二階、三階以及四階全光時鐘分頻。該結(jié)構(gòu)對注入的時鐘脈沖信號不要求其本身就含有分頻分量。
　　 (5)對利用turbo-switch結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超寬帶(UWB)信號進行了數(shù)值和實驗研究。使用SOA的分段模型，數(shù)值上分析了利用級聯(lián)tur