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《可調(diào)雙頻光纖環(huán)形腔激光器研究探討信息工》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、可調(diào)雙頻光纖環(huán)形腔激光器研究探討信息工 １引言 雙波長或多波長摻鉺光纖激光器在光纖波分復(fù)用通信系統(tǒng)、光纖傳感器和光學(xué)儀器等方面的應(yīng)用越來越引起人們的關(guān)注。在產(chǎn)生窄線寬的毫米波信號，甚至是產(chǎn)生太赫茲波時，使用兩束激光相拍被認(rèn)為是一種有效的方法。為了產(chǎn)生較純的拍頻信號，兩個頻率的激光必須工作在單縱模狀態(tài)上。另外，為了獲得高度相干性的信號，兩個頻率的激光應(yīng)該由同一增益媒質(zhì)，或者由兩個相關(guān)的增益媒質(zhì)產(chǎn)生，這樣可以極大的減小拍頻信號的相位噪聲。 近年來，人們利用各種技術(shù)和方式來獲得多波長激光器。其中，在實現(xiàn)雙波長激光
2、器的時候，人們主要采用偏振燒孔(PHB)這一機(jī)制。偏振燒孔效應(yīng)是依靠在激光腔內(nèi)引入特殊器件，激發(fā)兩個正交的偏振模式來誘發(fā)的，如：多量子井波導(dǎo)、在高雙折射光纖或多模光纖上刻制的布拉格光纖光柵等。偏振燒孔效應(yīng)極大的提高了鉺光纖增益的非均勻加寬特性，以達(dá)到減小激光腔內(nèi)模式競爭的目的。另外，由于摻鉺光纖是一種增益均勻加寬的介質(zhì)，所以在室溫下對多波長激光器來說如何抑制其交叉增益飽和是非常必要的。以前人們所制作的雙波長激光器存在波長間隔難以小于0.1nm或者間隔固定的缺點，然而波長間隔可調(diào)是雙波長激光器比較重要的參數(shù)之一。
3、 本文提出了一種雙波長單頻單縱?？烧{(diào)環(huán)形腔激光器。通過采用偏振燒孔和多重濾波，這個激光器的兩束激光功率相當(dāng)，并且它們之間的波長間隔具有非常寬的調(diào)諧范圍?！ 。矊嶒炑b置和原理 確切的說由同一個增益介質(zhì)激勵的雙環(huán)諧振腔產(chǎn)生雙波長激光器的裝置。實驗系統(tǒng)兩個子環(huán)的總長度相當(dāng)，均約為7米，其自由譜寬約為30MHz。我們使用一段約1米長的摻鉺光纖(EDF)作為增益媒質(zhì)。這段EDF的截止波長為907nm，在978nm處的吸收系數(shù)為17.9dB/m，數(shù)值孔徑為0.2。采用980nm半導(dǎo)體激光器通過波分復(fù)用器（）對摻鉺光纖進(jìn)行抽
4、運(yùn)，系統(tǒng)中的其他光纖均為普通單模光纖。在包含增益介質(zhì)的公共臂上分別連接兩個分支，每個分支上包括三個器件，分別為：一個光纖濾波器(FF)、一個偏振控制器(PC)和一個光纖隔離器(IS)。其中一個分支上的濾波器（FF2）是固定的，中心波長為1550.65nm，3dB帶寬為0.2nm。另一個分支上的濾波器(FF1)是可調(diào)的，波長的可調(diào)節(jié)范圍為1535nm到1565nm，3dB帶寬為0.3nm。兩個分支的工作波長是不同的，分別由不同的濾波器FF1和FF2來控制。通過調(diào)節(jié)可調(diào)濾波器FF1，我們可以調(diào)節(jié)兩個相反方向傳輸激光之
5、間的波長差。偏振控制器PC2和偏振控制器PC3分別用來調(diào)整每個分支上的偏振狀態(tài)，以減少損耗。兩個偏振分束器用來連接主環(huán)和兩條支路，同時，也保證了向兩個相反方向傳輸?shù)募す夤ぷ髟谙嗷フ坏钠駹顟B(tài)上。在主干臂上插入一個Mach-Zehnder梳狀濾波器進(jìn)行進(jìn)一步濾波，以抑制跳?，F(xiàn)象。這個M-Z濾波器的自由譜寬約為753MHz，3dB帶寬約為378MHz。使用一個90：10的輸出耦合器輸出激光。您可以訪問中國評價網(wǎng)（.NsEac.）查看更多相關(guān)的文章。 由于我們用兩個偏振分束器連接公共臂和兩個分支，這樣在增益媒質(zhì)上會
6、產(chǎn)生偏振燒孔效應(yīng)，大大降低模式競爭。同時，假如兩束激光的傳輸方向是相同的，在EDF的輸出端面，兩束激光同時被放大到最大值，有較強(qiáng)的交叉增益飽和現(xiàn)象?，F(xiàn)在采用是兩束激光在相反方向上傳輸?shù)姆椒?，使兩束激光沿著EDF軸向的功率分布也是相反的，有助于加強(qiáng)增益媒質(zhì)的非均勻加寬效應(yīng)，以得到穩(wěn)定的雙模工作狀態(tài)。尤其是在兩束激光的波長間隔小于0.1nm的時候，反向傳輸起了比較大的作用。同時由于反向傳輸，我們只用一個耦合器即可分離兩束激光?！ ∥覀兪褂枚嘀貫V波的方式來選擇工作頻率或者工作模式。Mach-Zehnder梳狀濾波器可以
7、有效的抑制相鄰縱模之間的跳模現(xiàn)象。盡管Mach-Zehnder梳狀濾波器的加入引入了一個753MHz的整數(shù)倍的頻率分離，但最終形成的濾波特性仍然是多重濾波器的疊加。所以，兩束激光之間的頻率差不是固定離散的，并且可以通過可調(diào)濾波器FF1進(jìn)行控制?！ 。硨嶒灲Y(jié)果 仔細(xì)調(diào)節(jié)圖1中的PC1,PC2,PC3，可以得到穩(wěn)定的雙波長激發(fā)。調(diào)節(jié)PC2和PC3可以得到在順時針和逆時針方向的最低閾值。這表明，兩個相反方向傳輸?shù)募す庠谕ㄟ^PBSs的時候，處于相互正交的偏振狀態(tài)上。調(diào)節(jié)PC1使得在EDF中傳輸?shù)墓馓幱谡坏钠駹顟B(tài)上。
8、最后，微調(diào)三個偏振控制器得到在兩個相反傳輸方向功率相當(dāng)?shù)募す狻Ｔ诠庾V分析儀（ANDO，AQ6317C）可以觀察到穩(wěn)定的雙波長功率譜。表示將激光器兩路輸出分別連接到掃描光纖環(huán)形腔，然后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后在示波器（Tektronix,TDS1012）觀測到的掃描波形。其中，掃描光纖環(huán)形腔的自由譜寬為100MHz，使用壓電陶瓷來改變掃描光纖環(huán)形腔的腔長，從而達(dá)到掃描的目的，掃描范圍約
