光纤激光器中基于可饱和吸收体的可调谐双稳态研究

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光学双稳态现象是光学系统中发生的一种滞后反馈效应,该现象使得光学系统的输出状态受到输入信号的变化过程控制,是实现光学逻辑门、光学开关、光学存储重要技术。基于光学双稳态的潜在应用价值,其相关探索吸引了光学领域大量的学者们重点与广泛的关注。尤其是基于受激布里渊散射的光纤激光器,具有室温状态下工作稳定、与现代通信系统完美兼容、便携性等诸多重要的性质优势,备受青睐,成为近年来光学双稳态方面的研究焦点。  本论文正是基于环形布里渊-掺铒混合型光纤激光器光学平台中光学双稳态的深入研究与讨论,并在双稳态区域便携可调谐上取得了一些比较有突破性的研究成果。  首先,本文探讨了激光器的基础理论,以及光纤激光器的发展与应用,对单纵模激光器的实现方案与测量进行了探究,对短腔、复合腔、受激布里渊散射、饱和吸收体等方案实现单纵模的方式进行了理论分析,并对单纵模证明、测量的多种方案:扫描法布里-珀罗干涉仪、拍频法、延时自外差测量法、延时非零拍外差法等进行了探讨。  然后,本论文研究了光学双稳态现象,及其相关的实际应用价值与实现原理,并对双稳态影响参数进行了分析讨论,根据激光腔损耗系数(与增益系数)对双稳区域大小的影响,提出了实现可连续调谐双稳区域的实验方案。本文提出在混合泵浦激光器的平台上实现腔损的自由调谐,其中一个泵浦作为激光注入源实现受激布里渊散射,另一个泵浦扮演掺铒光纤的泵浦源实现内部掺铒光纤放大器作用,通过两个泵浦联合实现对激光器光强增益/损耗系数的直接影响,进而间接影响激光器输出双稳态区域的大小,最终实现双稳区域的自由调谐。最后,通过接入可饱和吸收体的Sagnac环扮演自追踪的光栅滤波器作用,对输出激光进行滤波选模以实现单纵模窄线宽的输出。  通过绘制双泵浦功率对应的两个维度与激光器输出状态的控制图,得到了激光器的双稳区态输出区域图,得到了使用的双稳态控制数据。该实验结论对于光学双稳态的实际应用提供了重要依据。
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