基于拉曼放大的特种光纤随机激光器特性研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:a1218616
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随机激光由无序增益介质中的多重散射形成,在近年来吸引了很多研究者的关注。在20世纪90年代,由无序的半导体粉末和有机材料形成的随机激光器被实验证实。2010年,Turitsyn等人提出了一种基于单模光纤(SMF)中极弱的随机瑞利散射(RS)的新型随机激光器—随机分布反馈光纤激光器(RDF-FL)。随着这一全新概念的提出,出现了大量关于这种新型激光器的实验和理论方面的研究。同时,学者们开始逐渐关注其在光纤通信和传感中的应用价值。RDF-FL的多重散射和放大不仅能够由SMF提供,同样也能够由其它介质提供,例如色散补偿光纤(DCF)。利用DCF较高的拉曼增益和较强的瑞利散射,提高其中的随机激射(RL)效率。最近,关于RDF-FL的研究主要集中在降低泵浦阈值功率以及产生高阶的RDF-FL。在本文中,我们利用DCF有效的降低了RDF-FL的泵浦阈值功率,对DCF与SMF混合的方式进行了详细的比较和分析,并且实现了两种不同结构的二阶RDF-FLs。此外,我们还实现了一种新型的可调谐多波长随机光纤激光器。首先,本文通过将不同长度的DCF放置在随机光纤激光器中不同位置上的方式,获得了多种不同的DCF和SMF的组合方式,例如,将DCF放置在SMF之前或者之后。我们研究并比较分析了,利用这些不同种组合产生的随机激光的特征。实验结果表明DCF的位置以及不同的DCF/SMF长度比,在很大程度上影响了RDF-FLs的输出特性(例如,激射阈值、光谱稳定性及形状等)。当DCF被安置在激光功率较高的位置时,随机激光能够被明显的提高。这些实验结果有助于我们揭示DCF在随机激光和光放大中所起到的重要作用,并且为RDF-FL的设计和优化提供了很好的理论支持。然后,本文利用DCF具有相对较强的瑞利散射和拉曼增益的特性,通过添加中心波长为1455 nm和1550 nm的FBGs的方法,提出三种不同RDF-FL的实验方案,进一步降低了随机激光的泵浦阈值功率,并实现一种新型的二阶RDF-FL。此外,我们利用中间泵浦方式,实现另外一种不同的二阶RDF-FL,揭示泵浦方式对于RDF-FL输出特性产生的影响。在上述研究的基础上,我们推测如果只利用较长的DCF制作RDF-FLs,会呈现出与SMF不同的输出特性。随后,本文利用11 km DCF实现一种新型的RDF-FL,并对其输出特性进行研究。本文发现这种新型RDF-FL的一阶随机激光阈值只有0.45 W。另外,本文揭示一个特殊的二阶激光形成路径。在随机激光由一阶激射变化到二阶激射的过程中,出现了三次不同的混乱态,并观测到一种特殊的拱形输出光谱。最后,本文利用光纤F-P微腔和长周期光纤光栅对,制作一种可调谐多波长组件。然后,使用这种可调谐多波长组件,实现一种新型的全光纤结构的可调谐多波长拉曼光纤激光器。拉曼放大的瑞利散射提供随机激光的形成机制。这种光纤激光器的波长可调谐范围从1553.9 nm到1565.4 nm。本文提出的利用DCF降低随机激光阈值功率的方法及DCF与SMF混合使用调控输出的思想,为随机光纤激光器性能提升及输出特性控制提供了新手段。这些实验结果有利于揭示DCF在随机激射中的重要作用,并为新型RDF-FLs的设计提供进一步的支持。
其他文献
大多数人认为,海底世界一定是非常安静平和的。其实,这是一个误解。目前海洋噪音对海洋生物的影响这一问题已引起科学界的极大关注。声波在水里传播的速度是在空气中传播的6
低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)作为一种优秀的信道纠错码,以较低的实现复杂度和逼近香农极限的良好性能成为信道编码领域最令人瞩目的研究热点,并
借助计算机进行医学图像处理和分析,是数字图像处理技术在医学领域的重要应用。医学细胞图像分割的方法研究也随着计算机技术的发展成为当今图像领域的前沿课题,在医学研究和
济宁青山羊是我国专用羔皮山羊品种之一,其主要产品青猾子皮以其花纹美观、光泽鲜艳而深受国内外消费者的青睐。济宁青山羊的一个重要特征就是繁殖率高,一般一年产2胎或二年
电磁兼容(EMC)问题作为电子与通信领域的一个研究方向已经越来越受到全世界的关注。许多发达国家早已经将EMC系列标准列为产品必须符合的要求,一些发展中国家也逐步将其列为
随着无线通信技术不断地朝着高速化、宽带化、数字化、频段更高化的方向深入发展,射频功率放大器继续沿着高效率、高线性、高宽带、高频段道路高速前进。本论文基于这样的背
随着集成电路发展,集成电路已经广泛应用于便携电子设备、计算机、数字电视、通信、卫星、航空航天和遥控遥测等领域。作为集成电路尤其是数模混合电路的时钟提供源,频率合成
硅是极为常见的一种元素,然而它极少以单质形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅的含量巨大且提纯难度不高,以硅为基础
谐振腔是一种具有储能和选频作用的微波无源器件,广泛应用于滤波器、振荡器、频率计等元器件设计以及微波测量等领域中。然而常用的谐振腔一般采用单一的工作模式,覆盖频带较