高重复频率被动锁模掺铒光纤激光器及其噪声特性的研究

发布时间：2023-04-30 01:09

　　被动锁模光纤激光器以其脉冲宽度窄、时间抖动低、结构紧凑、系统稳定等优点,在很多应用领域得到广泛应用,例如光学频率梳、微波光子雷达、低噪微波信号提取、高速全光采样、光学任意波形产生等。在过去几十年中,由于增益光纤的单位长度增益不足,被动锁模光纤激光器的脉冲重复频率一直处于100 MHz量级,限制了它更广泛的应用。近年来,随着增益光纤和可饱和吸收体等技术的不断发展,被动锁模光纤激光器的重复频率有了大幅提升的空间,从而成为光纤激光器领域的研究热点。在光学频率梳、微波光子雷达等低噪系统中作为核心部件的被动锁模激光器,其噪声特性会直接影响整个系统的性能,对其噪声特性进行研究分析具有重要的学术价值和重大的应用前景。本文从理论和实验两方面对不同类型高重复频率被动锁模光纤激光器进行了详细研究,实现了GHz重复频率稳定的飞秒脉冲序列产生,深入地研究了激光器的噪声特性,分析了噪声的来源,为进一步实现高质量的低噪系统提出了优化方法。论文的主要工作和创新如下:1.研究了基于非保偏器件的GHz量级的被动锁模掺铒光纤激光器,提出了高重复频率激光器系统的噪声优化方案。通过采用细纤芯的高增益光纤和较低耦合输出比的方案...

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 被动锁模激光器
        1.2.1 脉冲形成机制
        1.2.2 锁模方式
    1.3 高重复频率被动锁模光纤激光器的研究意义及现状
    1.4 锁模激光器噪声特性的研究意义及现状
    1.5 本文研究内容
第二章 脉冲在光纤中的传播方程及锁模激光器的噪声理论
    2.1 引言
    2.2 脉冲在光纤中的传播方程
        2.2.1 色散效应
        2.2.2 非线性效应
        2.2.3 脉冲在光纤中的传播方程及数值解法
    2.3 锁模激光器噪声理论
    2.4 时间抖动的噪声来源
    2.5 激光器噪声测量方法
    2.6 本章小结
第三章 非保偏高重频被动锁模光纤激光器的研究
    3.1 引言
    3.2 重频2.68 GHz被动锁模光纤激光器
    3.3 低功率光脉冲信号的放大及压缩
    3.4 重频2.68 GHz被动锁模光纤激光器的噪声研究
    3.5 不同重复频率的被动锁模光纤激光器
        3.5.1 重频3.7 GHz被动锁模光纤激光器
        3.5.2 重频14.48 GHz被动锁模光纤激光器
    3.6 本章小结
第四章 保偏高重频被动锁模光纤激光器的研究
    4.1 引言
    4.2 重频1 GHz保偏被动锁模光纤激光器实验装置
    4.3 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 L-band高重频被动锁模光纤激光器的研究
    5.1 引言
    5.2 L-band高重频激光器的实验装置
    5.3 实验结果与分析
    5.4 高重频光纤激光器的仿真结果
    5.5 本章小结
第六章 高重频被动锁模光纤激光器的噪声研究
    6.1 引言
    6.2 重频586MHz被动锁模光纤激光器参数
    6.3 高次谐波的相位噪声及时间抖动
    6.4 不同输出比例对激光器的噪声特性的影响
    6.5 光生微波信号与电微波信号源的噪声对比
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 论文的主要研究成果及创新
    7.2 展望
参考文献
附录A 图表索引
附录B 英文缩略词对照
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3806111