基于光纤光栅的光纤激光器、滤波器和倾斜光纤光栅的研究.pdf

北京交通大学
博士学位论文
基于光纤光栅的光纤激光器、滤波器和倾斜光纤光栅的研究
姓名:许鸥
申请学位级别:博士
专业:通信与信息系统
指导教师:简水生
20090601
中文摘要岢隽艘恢只诠庀斯庹さ乃籉全光纤结构,给出了能够在光栅腔光纤激光器或环腔激光器中窄带选频器件的设计提供理论依据。线腔光纤激光器结构,这种一体化结构在谐振腔内不存在焊接点,实验测量其实现了线宽小于的单纵模激光输出。岢霾⑹导手谱髁艘恢挚煽9厮úǔげ纛锕庀思す馄鹘峁梗痴袂挥杀Fü庀环镜与两不同波长光纤光栅构成,实验中通过调节偏振控制器已实现任诶民詈夏@砺鄯治銮阈惫庀斯庹さ姆椒ǎ⒘朔瓷湫途戎芷谇阈惫波长、传输损耗系数在内的谱参数一般表达式。其中传输损耗系数表达式在其他文献中并未有所报道。在理论分析的基础上,分别数值计算了反射谱与传输性,推导出明确的倾斜光纤光栅波长相关偏振依赖损耗表达式,通过模拟计算关键词:光纤光栅;耦合模理论;光纤激光器;谐振腔;滤波器;倾斜光纤光栅;摘要:光纤光栅是光纤技术中一种非常重要的基本器件,在光纤通信、传感等相关领域具有广阔的应用前景。本论文结合国家自然基金及国家苹钅浚对基于光纤光栅的几种相关器件进行了深入的理论和实验研究,主要对光纤激光器及滤波器进行了结构设计与优化,并对倾斜光纤光栅进行了详细分析,获得的主要创新成果如下:中心波长处实现单模运转的腔结构设计原则,并讨论了制作过程中腔长及光栅折射率调制量为非理想精度或存在误差时对结构性能产生的影响,为单频短线岢霾⑹笛橹谱髁艘恢纸龉庀斯庹ぶ苯有慈胍欢喂饷舨纛锕庀酥泄钩傻意单波长或同时双波长激光出射。岢隽艘恢只诙喔鼍裙庀斯庹さ娜ü庀诵投嗲唤峁孤瞬ㄆ鳎荚诟纳频デ结构滤波效果,对其透射特性进行了详细理论分析与数值计算,得出结论:为了提高谐振峰过渡带滚降特性,需要增加结构中光纤光栅的反射率,应用于不同情况时,可以通过调节腔长来得到所需的透射谐振峰带宽。对比四腔结构与两腔及单腔结构谐振透射峰,进一步说明了多腔结构对滤波性能的改善。纤光栅简化计算模型,推导出了包括波长依赖反射率、最大反射率、峰值反射损耗谱,研究了倾斜角度、光栅长度、折射率调制幅度、入射光偏振态对光栅谱特性的影响,并给出了定性的解释。隈詈夏J嚼砺奂癕矩阵法,首次定量地分析倾斜光纤光栅的偏振特相应的偏振依赖损耗,比较了不同倾斜角度光纤光栅的偏振能力。卣蠓ǎ黄裉匦
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独创性声明研究成果,尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日
再鸡签字日期::口晔耭歹签字日期:泖辍卧滦娜学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,导师签名:
致谢在尊敬的导师简水生院士的悉心指导和不断勉励下,我终于完成了博士阶段的相关科研和博士学位论文的撰写工作。攻读博士学位期间的每一步前进都凝聚着恩师的智慧和心血,在此向恩师表示诚挚的感谢和崇高的敬意翱蒲兆杪菲岖,奋勇攀登志不移,披荆斩棘不回首,惊涛骇浪任沉浮魇υ诖咏涛迨苣力、不断进取。这几年在恩师营造的良好学术氛围中,我接受到了全新的思想观念,领会了基本的思考方式,掌握了通用的研究方法,这些宝贵的财富将使我终成的,大家在工作中默契合作并进行了很多有益的讨论,使我感受到了科研团队既往的理解与支持,他们对知识的崇尚孥定了我在求知路上的脚步,他们的鼓励人。最后,向所有关心帮助过我的老师同学们,以及本文的评阅老师表示感谢,之际欣然写下了这首慷慨激昂的励志诗篇,他正是以这种勇于创新、不畏艰险的科学精神和严谨求实的治学态度时时鼓舞和鞭策着我在科学研究的道路上刻苦努生受益。同时,恩师对祖国的一片拳拳之心也深深地感染着我,激励我在人生的道路上树立远大的理想,不断地奋斗求索。在此谨向恩师简水生院士致以最诚挚的谢意感谢光波所所有帮助过我,和我一起学教授、娄淑琴教授、裴丽教授、宁提纲教授、简伟高工、魏淮副教授、谭中伟副教授、傅永军副教授、刘艳老师、董小伟老