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窄线宽光纤激光器具有低阈值、低噪声、高信噪比和便于小型化等优点,在光纤通信系统、相干检测系统、光纤传感系统以及精密光谱测量等领域有着广泛的应用前景。随着技术水平的不断进步,人们对窄线宽光纤激光器的研究正朝着兼具多波长、窄间距、可调谐、大功率等特性的激光结构的方向发展。
本论文选取了Er3+/Yb3+共掺窄线宽光纤激光器作为研究课题,主要进行了以下几个方面的研究:
1.介绍了光纤激光器的分类,阐述其特点及应用,综述了近几年国内外窄线宽光纤激光器的发展概况及研究进展。
2.对铒镱共掺光纤激光器进行了理论研究,分析了泵光在光纤中的分布,不同的光纤长度、泵光功率和腔镜反射率对激光器输出功率的影响。
3.对分布布拉格反馈型窄线宽光纤激光器的压窄线宽机理做了定性的描述。对铒镱共掺DBR光纤激光器进行了实验研究,观察并描述了铒镱共掺DBR光纤激光器中存在的泵浦诱导热效应,分析了泵浦诱导热效应产生的原因,进一步利用温控设备得到了波长较为稳定的窄线宽输出。
4.利用铒镱共掺DBR光纤激光器中存在的泵浦诱导热效应,首次提出并实现了窄线宽DBR光纤激光器具有超窄间距、双波长特性的稳定运转。阐述了泵浦诱导热效应对DBR光纤激光器中两个FBG的反射谱宽和反射中心波长的影响,对双波长激射机理做出了合理的解释。同时,利用成熟的掺铒光纤放大技术,实现了双波长激光放大。
5.对分布反馈(DFB)光纤激光器进行了理论和实验研究。通过分析分布反馈激光器的耦合模方程,论述了可以通过引入π相移实现单纵模运转,并进一步对DFB光纤激光器的输出特性进行了理论分析。对铒镱共掺DFB光纤激光器进行了实验研究,实现了稳定的前向单纵模激光器输出。