[01352819]可调谐单纵模双波长光纤激光器研究

本项目对光纤激光器进行了理论研究；在此基础上，对光纤光栅F-P腔结构和基于双折射特性的可调谐单纵模双波长光纤激光器进行了理论和实验研究；对基于光差拍技术的频率合成器进行了理论和实验研究；完成的主要工作包括： 1、对可调谐单纵模双波长光纤激光器进行了全面的理论研究，包括激光产生原理、光纤激光器谐振腔结构、泵浦光源、激光线宽理论、单纵模验证装置、单纵模选择技术等。 2、对利用光纤光栅F-P腔构造的可调谐单纵模双波长光纤激光器进行了理论和实验研究，就单纵模双波长输出、激光线宽、边模抑制比、波长可调谐特性进行了研究。具体工作概括为： 1) 研究光纤光栅F-P腔的窄带滤波特性，给出了普通F-P干涉仪传输特性、光纤光栅反射特性、光纤光栅F-P腔传输特性、光纤光栅F-P腔有效腔长的数学表达式及其对纵模间隔的影响，并对其中的部分模型进行了数值模拟。 2) 对可调谐单纵模双波长光纤激光器进行了理论和实验研究，成功构造了一种输出波长间隔为0.08nm的单纵模双波长光纤激光器； 3) 提出了一种利用拍频产生的电信号的线宽测量激光线宽的方案，实现了对该类光纤激光器激光线宽的测量； 4) 提出了一种利用温度控制的调谐方案，实现了对该类光纤激光器激光波长可调谐特性的研究； 5) 实现了输出单纵模双波长激光，其波长为1546.606nm、1546.688nm，波长间隔0.08nm，激光线宽小于21.2KHz，边模抑制比为40dB，波长调谐范围大于0.8nm的可调谐单纵模双波长光纤激光器。 3、对基于双折射特性的单纵模光纤激光器进行了理论和实验研究，具体工作概括为： 1) 对光纤双折射特性进行了理论分析，包括光纤双折射特性的表征方法及产生原因； 2) 由于光纤本身存在的固有双折射特性导致激光纵模的正交偏振态不再简并，从而产生拍频。利用这一特性构造的单纵模光纤激光器，实现激光单纵模输出，波长为1554.088nm，边模抑制比为40dB，拍频产生电信号的频率为1.7203GHz，验证双折射值为 . 3) 提出了一种压力感生双折射的方法；实现了激光器单纵模双波长输出。输出波长为1547.128nm和1547.224nm，波长间隔0.096nm，拍频产生电信号的频率为11.413529GHz，边模抑制比为40dB。 4、对基于光差拍技术的频率合成器进行了理论和实验研究，具体工作概括为： 1) 提出了一种基于光差拍技术的新型的频率合成器方案； 2) 分析了该频率合成器中作为光源的多纵模光纤激光器对频率合成器杂散性能的影响。 3) 以环形腔掺铒光纤激光器为例对频率合成器中的光源部分进行了实验研究。利用高速光电探测器对环形腔掺铒光纤激光器输出的多纵模激光进行光外差探测得到一系列等频率间隔的正弦波电信号。在环形腔光纤激光器中引入偏振控制器控制激光纵模的偏振态，抑制纵模偏振态间差拍产生的频率杂散，通过简单的调节的偏振控制器，实现了较好的杂散性能。在中心频率497.82MHz，频偏5MHz处杂散抑制小于-60dB。