高性能摻鉺光纖光源的研制.pdf

1、因為摻鉺光纖超熒光光源有許多優(yōu)良特性，所以在很多系統(tǒng)中都得到的廣泛的應用。例如光纖光柵傳感系統(tǒng)、光纖器件測試、航天慣性導航級的高精度的光纖陀螺，尤其是在光纖通信中，摻鉺光源已經(jīng)成為不可或缺的重要單元。結合實驗室光纖光柵傳感系統(tǒng)研制，并為新型光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)提供技術積累。論文主要研究了以摻鉺光纖為增益介質(zhì)的光纖光源研制中的相關技術，用單程前向、單程后向、雙程前向、雙程后向、雙級雙“前向、雙級雙程后向、單級雙程雙向抽運等多種結構，分忻了其中

2、參數(shù)變化對光源性能的影響，以所選兩種高低濃度參數(shù)不同的摻鉺光纖為主要元件，在C波段高功率、L波段高功率、C波段高平坦、C+L波段高功率同時輸出等多方面進行了深入的研究，根據(jù)實驗室的項目需要，制作了C+L波段摻鉺寬帶光源，為了讓光源的輸出光比較平坦而穩(wěn)定，增加了溫度控制電路板和功率控制電路扳，這點對光源的研究具有很重要的意義。另外，在研究高功率C+L波段摻鉺寬帶光源的時候，提出了使用光纖環(huán)形器，這樣大大提高了光源的輸出功率。本文將摻鉺光纖

3、光源的幾種結構進行分析，提出了新的設計方案，這則為以后高功率摻鉺光源的研究提供必要的理論基礎。 論文第一部分介紹了纖維光學的產(chǎn)生背景、發(fā)展現(xiàn)狀、光纖在通信等領域的應用現(xiàn)狀、摻鉺光纖ASE光源的發(fā)展及應用特色。論文第二部分對摻鉺光纖光源研制過程中的主要光電器件從原理及實驗等各方面作了系統(tǒng)的描述，介紹了操作光電器件的關鍵技術。論文的第三部分，也就是光源的具體研制過程，用低濃度光纖，單程后向得到30.12mw(14.79dBm)的C波

4、段ASE光，用長的高濃度光纖，單程抽運結構，后向得到C波段光功率達31.74mW(15.02dBm)，前向L波段ASE達10.14mW(10.06dBm)，1575-1620nm間的ASE為5.09mW，實驗中得到的C波段最高光源ASE功率達36.88mW(15.67dBm)。用3dB耦合器自制的反射鏡，實現(xiàn)雙程后向結構，用短的低濃度光纖，在低抽運光下，得到ASE功率為7.68mw(8.85dBm)，3dB帶寬達35.28nm(不用采用

5、任何外部濾波器，從1526.88-1562.16nm，基本覆蓋了整個C波段)，平均波長為1545.88nm的ASE光輸出，僅改變抽運功率時可以實現(xiàn)功率為13.23mW(11.21dBm)，3dB帶寬為34.64nm的高平坦ASE光輸出，用雙程前向結構，得到ASE光功率為15.01mw(11.76dBm)，平坦度稍微差一些。在L波段光源的研究中，用長的高濃度光纖構成雙程前向結構，實現(xiàn)功率為35mW的L波段ASE光。雙級雙程結構中，以其后向

6、作為輸出端。第一級雙程前向抽運時實驗得到19.20mW(12.93dBm)的C+L波段寬帶ASE光；第一級采用雙程后向時得到功率為21.13mW(13.25dBm)的C+L波段寬帶ASE光，分析了兩種結構的優(yōu)缺點。同樣雙級雙程前向結構光源，第一級采用雙程前向時得到21.48mW(13.32dBm)的L波段高功率ASE輸出，第一級采用雙程后向時得22.71mw(13.56dBm)的L波段高功率ASE輸出，并分析了兩種結構的優(yōu)缺點。采用一段

7、長40m的高濃度摻鉺光纖，用980nm激光二極管進行雙向抽運，用光纖環(huán)形鏡實現(xiàn)雙程結構，制作了C+L波段寬帶光源，該光源的輸出功率最高為26.67mW(14.26dBm)。更重要的是在研究C+L波段的光源時，增加了光纖環(huán)形器，使C+L波段光源的輸出功率達到168.67mw(22.27 dBm)，帶寬達到80.701 nm(1525.112-1605.813nm)，比較平坦的熒光輸出。論文第四部分針對與解調(diào)系統(tǒng)應用的可調(diào)諧摻鉺光纖激光器進