穩(wěn)頻窄線寬光纖激光器關鍵技術研究

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1、Ｉ４擊種故Ａ或ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ。碩±學位論文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ論文題目穩(wěn)頗窄線覽化纖激光器關雜巧術妍究學科專業(yè)光學工程＾學號２０１３２１０５０２３６?。墸墸牐墸崳娮髡咝彰凭辏墸墸崳娭笇Ы處煟壌居赂苯淌冢崳姺诸愄柮芗壸?UDC學位論文穩(wěn)頻窄線寬光纖激光器關鍵技術研究（題名和副題名）唐娟（作者姓名）指導教師代志勇副教授電子科技大學成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學位級別碩士學

2、科專業(yè)光學工程提交論文日期2016.3.15論文答辯日期2016.5.15學位授予單位和日期電子科技大學2016年6月答辯委員會主席評閱人注1：注明《國際十進分類法UDC》的類號THEKEYTECHNOLOGIESRESEARCHONFREQUENCYSTABILIZATIONANDNARROW-LINEWIDTHOFFIBERLASERAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngin

3、eeringAuthor:JuanTangSupervisor:ZhiyongDaiSchool:SchoolofOptoelectronicInfromation獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據我所知，除了文中特別加標注和致謝的地方夕ｈ論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。．．作

4、者簽名：曰期：八年ｔ月乂曰為論文使用授權本學位論文作者完全了解電子科技大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，有權保留并向國家有關部口或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權電子科技大學可Ｗ將學位論文的全１部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可＾采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。（保密的學位論文在解密后應遵守此規(guī)定）作者簽名；和導師簽名呵曰期：心年月曰／備摘要摘要窄線寬光纖激光器在激光光譜學、光纖傳感、激光雷達測距和相干光通信等領域具有廣泛的

5、應用價值。本文針對如何獲得窄線寬光纖激光輸出以及改善其頻率穩(wěn)定性等問題，對諧振腔腔形選擇、濾波結構設計以及穩(wěn)頻控制方法等展開詳細的理論分析和實驗研究。本論文的主要內容如下：1.提出了一種高頻率穩(wěn)定性的窄線寬光纖激光器實現方案。依據光纖激光器線寬理論，建立其理論模型，對諧振腔腔形、增益介質、溫度與振動等影響線寬和頻率穩(wěn)定性因素進行研究，采用環(huán)形腔結合可飽和吸收體線寬壓縮技術，并恒溫控制、防震措施，獲得高頻率穩(wěn)定性窄線寬光纖激光輸出。2.仿真分析確定增益光纖的濃度和長度。依據速率方程和功率傳輸方程，建3+立了環(huán)形腔摻Er

6、光纖激光器輸出功率、閾值功率以及斜率效率等特性的理論模3+型，并展開相應的仿真分析，確定并采用長度為3米的高摻Er光纖作為增益介質。3+3.開展了可飽和吸收體窄線寬摻Er光纖激光器的研究。實驗裝置采用環(huán)形腔，用隔離濾波器增大諧振腔縱模密度，結合30米可飽和吸收體，消除多縱?，F象和抑制模跳，最終獲得了相應地窄線寬光纖激光器的輸出。實驗裝置工作波長為1550nm，輸出功率24.3mW，光-光轉換效率12.66%，斜率效率15.76%，波長掃描范圍約為20nm。由延遲自外差方法測量得到其光譜線寬約為4.7kHz。4.提出了

7、基于一種新型的鑒頻方法的穩(wěn)頻控制系統(tǒng)。創(chuàng)新地提出一種基于聲光移頻器的新型鑒頻方法，以單片集成電路AD8302構成鑒頻電路，設計制作了鑒頻系統(tǒng)，其鑒別頻差信號小于10Hz。搭建了基于M-Z干涉儀的控制光路系統(tǒng)，并實驗獲得PZT驅動電壓放大倍數66.67，驅動頻率與PZT相移系數，鑒頻M-Z干涉儀輸出干涉條紋與PZT驅動電壓，以及頻率漂移方向與PZT驅動電壓等的關系模型。5.搭建了高頻率穩(wěn)頻性的窄線寬光纖激光器系統(tǒng)，開展了穩(wěn)頻窄線寬光纖激光器輸出光譜頻率穩(wěn)定性和線寬測量的實驗。實驗結果表明：激光器的頻率漂移量從860MH

8、z減小至180MHz；激光輸出線寬約為5.0kHz，加入反饋系統(tǒng)后線寬沒有明顯變化。因此，本論文所提出的方法，通過理論分析和實驗結果，驗證了其可行性。關鍵詞：窄線寬，可飽和吸收體，鑒頻系統(tǒng)，壓電陶瓷，穩(wěn)頻技術IABSTRACTABSTRACTNarrowlinewidthfiberlasershavewideapplicationsinlase