可調(diào)諧光纖激光器及其傳感應(yīng)用研究.pdf

1、光纖激光器早在上個世紀(jì)六十年代開始出現(xiàn)，八十年代得到重大突破，隨著摻鉺光纖放大器的首次報道，特種結(jié)構(gòu)光纖和摻雜不同稀土元素的光纖激光器得到了飛速發(fā)展。此后一系列使用連續(xù)波或脈沖光纖激光器的應(yīng)用得到了越來越廣泛的研究?？烧{(diào)諧光纖激光器的研制主要集中在短脈沖輸出和可調(diào)諧波長范圍擴(kuò)展。在可調(diào)諧光纖激光器中，調(diào)Q和鎖模是實現(xiàn)脈沖光纖激光器的兩種主要方式。本論文對線型腔摻鉺光纖單模光纖激光器及其振動傳感應(yīng)用、可調(diào)諧單模-無芯-單模光纖結(jié)構(gòu)濾波器、

2、波長可調(diào)諧光纖激光器及其液位傳感應(yīng)用、低重復(fù)頻率主動式調(diào)Q光纖激光器和基于線型腔和環(huán)型腔相結(jié)合的多波長摻鉺光纖激光器等不同類型光纖激光器及部分相應(yīng)的傳感應(yīng)用進(jìn)行了研究，主要取得的研究成果如下：
　　（1）研究了無芯光纖內(nèi)相干光傳輸過程中引起的自映像效應(yīng)，建立自映像效應(yīng)理論模型，從傳播常數(shù)和導(dǎo)模傳輸法進(jìn)行理論推導(dǎo)和分析，基于光束傳播法對無芯光纖內(nèi)光場的傳輸過程進(jìn)行了仿真，模擬得到了光場能量在無芯光纖內(nèi)的重新分布，無芯光纖的自映像周期

3、14.6 mm，不同長度無芯光纖對應(yīng)不同的自映像峰波長。
　　（2）基于單模-無芯-單模光纖結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種可同時作為可調(diào)諧濾波器和液位測量傳感單元的環(huán)型腔光纖激光器，實現(xiàn)了寬帶范圍內(nèi)波長隨液位變化可調(diào)的穩(wěn)定激光輸出?；诖髿鈮簭?qiáng)平衡原理設(shè)計了一種大量程光纖液位傳感器，實現(xiàn)了50 cm量程的液位傳感測量，精度達(dá)1％，靈敏度108.8 pm/mm。
　　（3）設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單的線型腔單波長摻鉺光纖激光器，輸出波長1550 n

4、m，并將其作為光源應(yīng)用于光纖振動傳感裝置。采用單模-無芯-單模光纖傳感結(jié)構(gòu)，由信號發(fā)生器和壓電陶瓷提供振動源，基于強(qiáng)度調(diào)制原理，在傳感結(jié)構(gòu)中傳輸?shù)墓鈴?qiáng)會隨振動源頻率發(fā)生周期性的變化，從而實現(xiàn)振動頻率測試，低頻探測頻率為10 Hz，高頻探測頻率為60 kHz。
　　（4）設(shè)計并實驗驗證了一種低重復(fù)頻率主動式調(diào)Q脈沖光纖激光器，在基本的線型腔摻鉺光纖激光器中通過使用一個法拉第旋轉(zhuǎn)鏡和兩個光纖光柵，引入聲光調(diào)制器，分別實現(xiàn)了單/雙波長的