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U波段拉曼光纤激光器的研究

作　者: 谢鑫斐
导　师: 刘岚岚
学　校: 北京交通大学
专　业: 光学工程
关键词: 光纤激光器 U波段拉曼光纤激光器受激拉曼散射 1.55um双包层光纤放大器 1.66um拉曼光纤放大器数值模拟
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

摘要：拉曼光纤激光器是一种基于受激拉曼散射的光纤激光器,只要具有合适的波长泵浦源和反馈元件,拉曼光纤激光器可以获得任意波长的激光输出。级联拉曼光纤激光器具有增益介质长、噪声低、调谐范围宽、可同时实现多波长输出和与光纤耦合效率高等优点。随着现代社会通信网络以及其它新的数据传输服务的飞速发展,现有的波段—C波段和L波段很快将用完,因此,研究发展新的波段显得迫在眉睫。本论文U波段对拉曼光纤激光器进行了理论分析、实验实现和优化设计。主要研究内容和研究结果如下：(1)介绍了U波段拉曼激光器的研究意义,以及国内外拉曼激光器的发展状况及发展趋势。介绍了受激拉曼散射和自发拉曼散射的相关知识。介绍了光纤激光器、光纤中的拉曼散射效应和拉曼激光器的研究现状以及本项目中的关键问题。(2)介绍了可作为U波段拉曼光纤激光器泵浦源的1.55um双包层光纤放大器的实验,对1.55um双包层放大器做了损耗测试、输出功率的增益测试和输出的光谱测试。(3)介绍了与U波段拉曼光纤激光器具有相同理论基础的1.66um拉曼光纤放大器,介绍了其理论原理以及相关的实验介绍。(4)介绍了拉曼光纤激光器的分类和优点,建立U波段拉曼激光器的数学模型,求出输出功率随增益光纤长度变化的关系,并进行了优化。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-20
  1.1 拉曼光纤激光器的应用背景  10-12
    1.1.1 通信领域  10-11
    1.1.2 传感领域  11-12
  1.2 拉曼光纤激光器的研究现状  12-17
    1.2.1 光纤激光器概述  12-13
    1.2.2 光纤中的受激拉曼散射效应  13
    1.2.3 光纤中拉曼散射的增益特性  13-15
    1.2.4 拉曼光纤激光器  15-17
  1.3 拉曼光纤放大存在的问题与解决途径  17-18
    1.3.1 关键问题  17
    1.3.2 研究的思路与方法  17-18
  1.4 论文主要内容及架构  18-20
2 1.55 um双包层光纤放大器的研究  20-33
  2.1 双包层光纤放大器损耗的测量  21-22
    2.1.1 激光光源功率测试  21-22
    2.1.2 双包层光纤放大器固有损耗的测试  22
  2.2 包层光纤放大器净增益的研究  22-24
  2.3 包层光纤放大器的输出功率及光谱的测试  24-32
    2.3.1 1.55 um可调谐激光器的输出光谱的测试  24
    2.3.2 包层光纤放大器的输出光谱的测试  24-30
    2.3.3 包层光纤放大器的二次放大输出功率测试  30-32
  2.4 本章小结  32-33
3 1.66 um拉曼光纤放大器的研究  33-42
  3.1 拉曼光纤放大器原理  33-35
  3.2 1.66 um拉曼光纤放大器的实验系统的研究  35-38
    3.2.1 1.66 um拉曼光纤放大器的实验系统  35-36
    3.2.2 泵浦光功率的测试  36-37
    3.2.3 1665 部分系统的研究  37-38
  3.3 1.66 um拉曼光纤放大器输出值的理论计算  38-39
  3.4 实验结果  39-41
  3.5 本章小结  41-42
4 U波段拉曼光纤激光器的理论研究和数值分析  42-53
  4.1 拉曼光纤激光器的数学模型  42-46
    4.1.1 拉曼光纤激光器的通用数学模型  42-45
    4.1.2 对于数学模型的分析  45-46
  4.2 二阶拉曼光纤激光器谐振腔的研究  46-49
    4.2.1 二阶拉曼光纤激光器谐振腔模型  46-48
    4.2.2 二阶拉曼光纤激光器谐振腔的数值仿真  48-49
  4.3 一阶拉曼光纤激光器谐振腔的研究  49-51
    4.3.1 一阶拉曼光纤激光器谐振腔的模型  49-50
    4.3.2 一阶拉曼光纤激光器谐振腔的数值仿真  50
    4.3.3 拉曼光纤激光器的仿真结果  50-51
  4.4 拉曼光纤激光器的优化设计  51-52
  4.5 本章小结  52-53
5 总结与展望  53-54
参考文献  54-56
作者简历  56-58
学位论文数据集  58

U波段拉曼光纤激光器的研究

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