一、A Tunable Dual-Wavelength Fiber Ring Laser with a Fabry-Perot Laser Diode in an External Injection Seeding Scheme（论文文献综述）
唐子娟[1]（2021）在《基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究》文中指出光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCF）凭借其结构设计可控维度多、自由度大,能够实现传统光纤所无法实现的独特特性,如无尽单模特性、高双折射特性、高非线性特性等,而且其多孔结构也为气体、液体及金属等材料的填充修饰提供了天然的通道,成为当今光纤及光器件领域蓬勃发展的研究方向。基于PCF的滤波器,呈现出高的热稳定性、高消光比、结构紧凑等优势,为解决基于传统光纤滤波器的光纤器件中存在的诸多问题,提供了新的解决思路。本学位论文在国家自然基金面上项目等项目基金的支持下,以新型PCF滤波器研究为切入点,提出并研制出多种高性能连续波多波长光纤激光器,以及高灵敏度、结构简单、抗温度干扰的矢量曲率、拉力光纤传感器,并针对生物医学领域体液p H、呼吸氨浓度的测量需求,研制出具有生物兼容性的新型光纤生物传感器。论文取得的主要创新成果如下:1.首次提出并研制出一种基于拉锥型三芯PCF滤波器的可调谐掺铒多波长激光器。理论和实验相结合,研究拉锥型三芯PCF滤波器的拉力调谐特性。基于拉锥型三芯PCF滤波器,构建环形腔掺铒多波长激光器,实现了调谐范围分别为22.22 nm、14.36 nm、8.08 nm的可调谐单、双、三波长激光输出。其中,双波长激光实现的边模抑制比高达52 d B,波长间隔分别为自由谱宽两倍、三倍和四倍。与已报道的绝大多数基于特种光纤滤波器的激光器相比,该激光器具有优异的可调谐特性及高的激光边模抑制比,在光通信及微波光子学等领域具有广泛的应用前景。2.提出并研制出一种基于四叶草PCF模式干涉滤波器的可切换多波长激光器。建立了四叶草PCF滤波器的模式干涉理论模型,理论与实验相结合,分析滤波器的模式干涉特性及传输特性。以此为基础,构建了基于四叶草PCF滤波器的可切换掺铒多波长激光器,实现了边模抑制比达50 d B、峰值功率波动小于1.5 d B的可切换六波长激光器。与相似结构的激光器相比,边模抑制比提高了10 d B、峰值功率波动降低了2 d B。通过对滤波器施加轴向拉力,实现了波长间隔可调谐的双波长激光输出,调谐范围达41 nm,比已报道的多数具有相似结构的多波长激光器提高近一倍。3.设计并研制出一种基于拉锥型双芯PCF的弯曲曲率和应力双参量传感器。通过在熔接点处拉锥,提高了模式干涉强度;采用非对称结构的双芯PCF,实现了双弯曲方向的矢量曲率感测,感测灵敏度分别达18.29 nm/m-1和-18.13 nm/m-1。同时,该传感器对应力改变也具有良好的线性响应,实现的最高应力灵敏度为-10.65 pm/με。利用矩阵分析法,排除温度在矢量弯曲测量和拉力测量中的影响。相较其他矢量弯曲传感器,提出的传感器兼具结构简单、高灵敏度、低温度交叉敏感性且可实现多参量同时传感的显着优势。4.设计并研制出一种基于三芯PCF-赛格耐克环结构的高灵敏度拉力传感器。利用在拉力作用下三芯PCF耦合特性的改变,研制出三芯PCF拉力传感器。传感器灵敏度高达-29.8 pm/με,高于近年来报道的多数基于PCF的拉力传感器。由于三芯PCF由纯石英制成,传感器展现出极低的温度交叉灵敏度0.05με/℃。为进一步提升传感器的灵敏度,从理论上系统研究了三芯PCF模式耦合特性对传感器灵敏度的影响,研究结果表明,当光纤的占空比为0.84,理论上,在波长1561.47 nm处可将灵敏度提升两倍,为后续开展高灵敏度应力传感器提供了理论指导。5.设计并研制出一种TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。理论与实验相结合,研究TPPS敏感膜对氨气浓度的响应特性。以此为基础,利用完全填充法将TPPS染料填充至四叶草PCF包层的大空气孔中,研制出TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。实现了在0-10 ppm浓度范围内氨气的准确检测,检测精度达0.15 ppm。传感器的响应时间为150 s,且通过盐酸后处理能够实现可重复使用。TPPS染料和石英光纤均为细胞无毒性材料,满足生物兼容性氨气传感需求。本研究成果打破了目前氨气传感器检测精度无法满足生物氨气检测需求的瓶颈,对推进适合生物检测氨气传感器的发展具有重要的意义和实用价值。6.设计并研制出一种无染料的U形光纤pH传感器。采用溶胶凝胶技术将乙基纤维素包裹在二氧化硅网状基质中形成无染料的p H敏感膜。实验研究表明所制备的敏感膜具有稳定的不随p H变化的吸收特性,常温下成分均一的特性,和无细胞毒性。将该敏感膜涂覆在U形光纤上,研制出无染料的U形光纤p H传感器。实验研究了传感器的灵敏度、测量范围、精度、时间稳定性、温度稳定性及测量一致性。研究结果表明,传感器对在4.5-12.5范围内变化的溶液p H值具有良好的线性响应,在7.5-12.5 p H范围内的灵敏度为-0.42 d Bm/p H,在4.5-7.5 p H范围内为-0.14 d Bm/p H。此外,传感器展现出高的温度稳定性,在21℃-39℃温度变化范围内的p H值改变0.12 p H且不同时间段测量的p H值基本一致。传感器的测量范围高于已报道的多数无染料光纤p H传感器,且具有生物兼容性;实现的分辨率达0.02 p H,满足生物医学领域多数体液测量的精度需求。本研究成果为p H光纤生物传感器的发展及在生物医学领域的应用具有重要意义和应用价值。
冯嘉双[2]（2021）在《法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究》文中研究表明光纤法布里-珀罗传感器由于抗干扰、耐腐蚀、高稳定性等优点,被应用于各种领域中对温度、压力、应力等物理量进行检测,而光纤法布里-珀罗传感器在振动测量领域的应用,受到现有解调技术难以同时实现大动态范围、高精度和高速率这三种技术指标的限制。在现有解调技术中,双波长解调技术同时具有高速率和高精度的优点,最具潜力满足振动监测对解调技术的需求。论文深入探讨了光纤法布里-珀罗传感器双波长解调技术大动态解调范围的实现,主要研究内容有:1、研究了光纤法布里-珀罗传感器基本原理和现有的双波长解调技术的原理,研究限制现有双波长解调技术实现大动态范围解调的原因,提出将两束不同波长光信号结合为一束光信号进行解调的方案。2、基于所提出的方案在微分交叉乘算法的基础上进行研究,提出大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调算法,采用理论推导和仿真的方式研究双波长取值和解调范围的关系,并探讨了光信号带宽、初始腔长误差和噪声对算法的影响。3、基于双波长算法的特性构建了双波长解调系统,设计并完成系统的光路、电路和上位机部分。4、分别采用仿真和实验的方式对双波长算法进行了测试,依据测试结果分析研究了算法的解调性能。仿真和实验结果均表明,双波长微分交叉乘腔长解调算法可对法布里-珀罗传感器的大范围动态腔长进行解调,并且由实验结果可知,该算法可实现相对标准偏差小于0.0042%、分辨率小于15nm、均方根误差小于30nm的高精度解调,对该算法进行理论分析可知,该算法解调范围取决于算法中采用的两个波长的取值,两个波长的间隔越小动态解调范围越大,当两个波长大小分别为1553nm和1547nm时,可以实现100μm的动态腔长有效解调范围。基于上述研究内容,双波长微分交叉乘腔长解调法适用于大动态变化范围的光纤法布里-珀罗传感器腔长解调,并且具备高精度、高速率和大动态解调范围的优点,对于噪声监测和水声监测领域具备较高的应用价值。
胡春霞[3]（2021）在《外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究》文中提出混沌的遍历性,以及对初始条件的极度敏感性,相空间中的不规则运动等标志性特征适用于保密通信、混沌密码学、图像加密、多媒体版权保护等领域。半导体激光器（SL）是一种非线性器件,在外部扰动下所产生的混沌光信号具有随机性高、带宽大等优点,受到人们的青睐,被广泛用于混沌雷达、物理随机数的获取及混沌光通信等领域。基于SL的混沌光通信技术旨在从通信网络的物理层进行数据的保密传输,安全性更高,且能够与目前的商用光通信系统良好兼容,具有宽带、高速、低衰减等显着优势。为此国内外已投入了大量的人力和物力进行研究,但由于还处于初级阶段,即使已经取得了一定的成果,仍然还有许多问题值得探讨,比如如何提高信息传输能力等。弱谐振腔法布里-珀罗激光器（WRC-FPLD）是在传统法布里-珀罗激光器（FP-LD）基础上进行改进,研发出的一种新型半导体激光器。与FP-LD相比,WRC-FPLD具有相对较长的腔长和较低的前端面反射率,从而具有更小的模式间隔及更宽的增益谱。因此,在一定的波长范围内WRC-FPLD可以激发更多模式。在多信道物理随机数的获取、多信道混沌雷达、多信道混沌光通信及其他多信道相关应用领域具有广泛的应用前景。因此研究在外部扰动下,WRC-FPLD的混沌动力学特征具有重要意义。目前,虽然已有研究报道基于WRC-FPLD产生混沌信号的初步研究工作,但将该混沌信号应用于安全通信还有一些关键问题尚未解决。其中包括针对不同外部扰动下WRC-FPLD产生适合混沌光通信的优质混沌信号,合理构建基于WRC-FPLD的混沌同步系统,掌握同步质量对通信性能的影响,保密通信中其它关键参量对传输能力的影响等亟待解决的问题。基于上述分析,本文以WRC-FPLD为激光源,围绕WRC-FPLD在外部扰动下混沌信号的获取、基于混沌同步的混沌光通信系统的构建,对混沌光通信系统的同步质量和安全光通信的性能进行系统研究。主要研究内容如下:1.基于多模速率方程模型,采用数值方法研究了WRC-FPLD在光纤布拉格光栅（FBG）滤波反馈下的混沌动力学特征;采用Lang-Kobayashi方程结合FBG,建立描述FBG滤波反馈WRC-FPLD动力学行为的速率方程。通过调节FBG的布拉格频率和反馈因子k,WRC-FPLD不同的纵模可以成为激射模,通过进一步调节反馈因子,所选的激射模呈现混沌状态。固定FBG布拉格频率之后,通过改变反馈因子k,系统地研究了k的变化对混沌带宽的影响。结果显示混沌带宽随着k的增加先增大后减小。所得的结果与我们之前的实验结果进行了对比,发现混沌带宽随着k的变化趋势与实验得到的结果相似。此外,进一步系统研究了FBG的3 d B反射带宽和FBG布拉格频率与自由运转WRC-FPLD各纵模之间的频率失谐Δf对混沌带宽的影响,结果表明通过调节合适的反馈参数FBG,滤波反馈WRC-FPLD可以输出波长可调、带宽可控的宽带混沌信号。2.提出并实验验证了一种基于两个模式间隔相同的单向耦合WRC-FPLDs（主WRC-FPLD和从WRC-FPLD）同时产生多信道宽带混沌信号的方案。将自由运行主WRC-FPLD的输出注入到另一个从WRC-FPLD。由于主WRC-FPLD与从WRC-FPLD模式间距相同,因此他们对应模式的频率失谐一致。通过设定适当的注入功率和频率失谐,从WRC-FPLD的多个纵模可以被激发到混沌状态,从而提供多信道混沌信号。利用一个中心波长可调谐光滤波器（TOF）,实验检测了9个信道混沌信号的性能。实验结果表明,在不同的注入条件下(Δf=5 GHz和Pin=1.08 m W,Δf=1 GHz,Pin=276.04μW,Δf=5 GHz和Pin=1.27 m W)9个信道混沌信号的混沌带宽略有不同,分布在8～15 GHz的范围内。此外,在功率谱中可以看到,与总混沌信号相比,每个单信道混沌信号位于低频区域的能量都要比总混沌输出的能量高。随后,进一步系统研究了注入参数对单个信道混沌信号带宽的影响,首先固定频率失谐Δf,改变注入功率Pin。结果显示随着注入功率Pin的增加,混沌信号的带宽表现出先增大,然后降低的趋势。锁定注入功率Pin的情况下,随着Δf在-30 GHz到30 GHz之间的变化,单信道混沌信号带宽的变化呈现出了一个近似M形对称分布。最后,基于Lang-Kobayashi模型,给出了用于描述两个单向耦合WRC-FPLDs动力学态的速率方程,采用四阶Rung-Kutta算法数值模拟。通过计算不同模式时序的互相关函数,揭示了单模混沌信号功率谱中低频能量比总模混沌信号功率谱中低频能量低的物理本质是激光器内部的模式竞争。具有反相关系的模式叠加时,低频能量相互抵消。由于该方案结构相对简单,且具有同时生成多信道混沌信号的能力,可为WDM混沌光通信和多路高速随机数生成等相关应用领域提供多信道混沌源;3.提出并实验验证了一种利用两个具有相同模式间隔的WRC-FPLDs实现可切换载波波长的混沌保密通信方案。该方案中,一个滤波反馈WRC-FPLD（T-WRC-FPLD）被用作为发射器,另外一个具有相同模式间隔的WRC-FPLD（R-WRC-FPLD）作为接收器。通过调节可调光滤波器（TOF）的中心波长,然后配合适当的反馈功率,可以在T-WRC-FPLD中选择所需的模式成为激射模,并输出混沌信号。TOF的中心波长可以用来选择该混沌信号的中心波长。因此,在滤波反馈下T-WRC-FPLD可以提供具有可切换中心波长的混沌载波。T-WRC-FPLD输出的混沌信号被注入R-WRC-FPLD,并驱动R-WRC-FPLD以产生同步的混沌信号。在适当的注入强度下,T-WRC-FPLD与R-WRC-FPLD之间可以实现高质量混沌同步,实现载波波长可切换的混沌光通信。以T-WRC-FPLD中三个不同模式提供的三种不同混沌信号作为混沌载波为例,检测了该通信系统的性能。在优化系统工作参数后的实验中,三种情况中T-WRC-FPLD与R-WRC-FPLD之间的互相关函数都可以达到0.94以上。利用T-WRC-FPLD和R-WRC-FPLD之间的高质量混沌同步,在三种情况下,5 Gb/s的信息都可以被成功的加密解密,误码率显着低于3.8×10-3。该方案为密集WDM（DWDM）混沌光通信网络提供了一种潜在的方法。
尹韬策[4]（2020）在《面向气体探测应用的窄线宽光纤激光器研究》文中指出窄线宽激光由于具有高光学相干性的特点,在激光雷达、光纤传感、气体探测及非线性频率转换等领域有着重要的应用价值。本论文以产生窄线宽、高功率、波长可调谐的近红外激光为目的,并以给近红外波段的气体探测提供可用的激光源为切入点展开,相继研究了基于稀土掺杂光纤和基于非线性原理的窄线宽光纤激光器,得到了一系列2 μm窄线宽光纤激光器和1.65μm窄线宽光纤激光器,弥补了这两个波段激光器现有的不足和空白。本论文首先阐述了2μm及1.65μm窄线宽激光在气体传感中的应用价值,并指出了现有相应激光器的不足之处,突出了在这两个波段开发新型窄线宽光纤激光器的必要性。随后简单介绍了激光的由来、光纤激光器的基本知识、包层泵浦和不同泵浦结构。接着,我们提出了基于光纤布拉格光栅和未泵浦掺铥光纤作饱和吸收体的高功率定波长单纵模掺铥光纤激光器,得到了功率大于400mW,线宽约为20kHz的1957nm单纵模激光输出。为增加激光器的波长调谐性,我们紧接着提出了基于法布里-珀罗腔原理可调谐滤波器的宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器,得到了波长可从1920nm调谐至2020 nm的单纵模激光输出,其线宽小于10 kHz。进一步,为使激光器能直接输出高功率的2 μm可调谐窄线宽激光,我们又提出了基于790 nm高功率半导体激光器泵浦的宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器,该激光器使用了双包层掺铥光纤作增益介质,并通过谐振腔的优化设计,实现了波长可从1920nm调谐至2040nm的单纵模激光输出,其线宽约为20kHz,不同波长的最高直出功率在0.4 W至1.07 W之间。然后,为得到线宽更窄的2μm窄线宽激光,我们提出了基于高掺锗光纤的2μm宽带可调谐单纵模布里渊光纤激光器,该激光器被上述提到的宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器泵浦,实现了波长可从1920nm调谐至2030nm的单纵模布里渊激光输出。利用布里渊环形腔的线宽压窄效应,布里渊激光的线宽被压窄到小于0.9 kHz。最后,为满足甲烷气体探测的需求,我们提出了基于高非线性光纤的1.65 μm窄线宽拉曼连续光纤激光器,通过1541 nm连续泵浦对1.65 μm窄线宽种子源进行拉曼放大,实现了波长为1653.7 nm的窄线宽拉曼连续激光输出,其输出功率高达726 mW,-20 dB线宽仅为0.18 nm。进一步,为了能测得甲烷气体的空间分布,我们紧接着提出了基于高掺锗光纤的1.65 μm可调谐窄线宽拉曼脉冲光纤激光器,通过1541 nm脉冲泵浦对1.65 μm窄线宽种子源同时进行拉曼放大和脉冲调制,实现了波长可从1652.0nm调谐至1654.0nm的窄线宽拉曼脉冲激光输出,其重复频率和脉冲宽度分别为100 kHz和31 ns,峰值功率高达30.85 W,线宽小于0.08 nm。
郭永瑞[5]（2020）在《百瓦级低噪声全固态连续波单频激光器的研究》文中认为具备低噪声、窄线宽、高光束质量等优点的全固态连续波单频激光器在量子信息、冷原子物理、精密测量以及超精细光谱等研究领域有着广泛的应用。尤其是人类在2015年成功探测到引力波后,基于高功率全固态单频连续波激光器的弱信号激光探测技术引起了广大科研工作者的极大兴趣,提高全固态单频连续波激光器的输出功率以及降低激光器的强度噪声成为目前激光技术中热点研究课题。发展高功率低噪声全固态连续波单频激光器除了满足以引力波探测为代表的弱信号测量外,还可满足广域量子网络的构建以及大功率单频中红外、深紫外新型激光光源的研制等科学研究和军事国防领域的需求。为此,本论文在全固态连续波单频激光器输出功率的提升和强度噪声的研究及抑制方面进行了深入研究,具体研究内容包括:1.发展了一种利用非线性损耗精确测量激光器的腔内线性损耗的方法。在此基础上,通过提升激光器注入的泵浦光功率以及优化输出耦合镜的透射率,实现了高质量的50 W连续波单频1064 nm种子源激光器。该激光器的输出功率经单端泵浦四级主振荡功率放大（master oscillator power amplifier,MOPA）装置和双端泵浦两级MOPA装置分别提升到104 W和125 W,对应的光束质量M2因子分别优于1.4和1.25。2.发展了一种在单谐振腔实现输出功率≥100 W连续波单频激光器的方法。在单向运转谐振腔中插入两块端面泵浦的增益介质,不仅能有效缓解单块增益介质在高泵浦功率下的热效应,而且方便对增益晶体的热效应进行操控;引入成像系统实现激光腔模在每块增益晶体处的模式自在现以及实现对激光器工作稳区的调控;引入足够的非线性损耗以及优化输出耦合镜的透射率,实现激光器的高效单频稳定运转。基于以上技术,首次在单谐振腔实现了101 W连续波单频1064nm激光器,是目前国际上单谐振腔单频激光器输出功率的最高指标。3.研究了单频连续波双波长激光器的强度噪声谱特性。在理论分析了单频连续波双波长激光器强度噪声谱特性的基础上,在实验中通过操控激光器的腔内非线性损耗,实现了基频光和倍频光强度噪声的相互转换。4.通过控制激光器腔内非线性损耗实现了对激光器纵模结构的操控,进而研究了激光器纵模结构与强度噪声谱之间的依赖关系。在激光器单频运转区域内,增加激光器的非线性损耗有效抑制了激光器在弛豫振荡频率处的强度噪声;当激光器的非线性损耗不足以抑制激光器的次模振荡,多模振荡和跳模现象发生,导致激光器的强度噪声谱在宽频范围内剧烈波动,增大了激光器的强度噪声。该部分研究内容从物理层面阐明了单频激光器的优势。5.研究了直接和间接泵浦方式对激光器输出功率和强度噪声的影响,发现直接泵浦方式在提升激光器输出功率同时也增强大了激光器的强度噪声。直接泵浦激光器中利用高掺杂、长增益介质在提高泵浦光的吸收效率的同时,也增强了谐振腔中原子与腔模之间相互作用引入的偶极起伏噪声以及激光器的受激辐射速率,导致激光器具有较高的弛豫振荡频率和幅值,延迟了激光器达到散粒噪声基准的频率。6.研究了激光器受激辐射速率与激光器强度噪声谱之间的依赖关系,发展了利用减小激光器的受激辐射速率抑制激光器强度噪声的方法。实验上通过选择谐振腔最佳腔长长度减小激光器受激辐射速率;引入成像系统实现对激光器工作稳区的调控;引入非线性损耗抑制激光器弛豫振荡噪声,激光器强度噪声谱（1 mW）在弛豫振荡频率处高于散粒噪声基准8.6 dB/Hz,在截止频率1 MHz处达到散粒噪声极限。
罗浩[6]（2020）在《基于半导体激光器动态特性的微波光子信号产生技术研究》文中提出随着光子技术的不断发展,将光子技术与微波技术相结合的微波光子技术受到广泛关注。微波光子技术具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰能力强等优点,广泛应用于天文、雷达、卫星通信等领域。在众多应用中,如何产生高质量的微波光子信号是其中的关键。由于半导体光电子器件具有极高的响应速度和可集成潜力,因此开发基于半导体光电子器件的光子微波系统是实现系统小型化和集成化的理想选择。本论文以半导体激光器的动态特性为基础,特别是利用半导体激光器注入锁定和单周期振荡特性开展了微波光子信号产生的研究,具体完成了以下工作:提出了基于半导体激光器注入锁定的全光耦合微波振荡器。这一方案中,光纤环形激光器作为高Q谐振腔,参与振荡信号的频率筛选。利用腔模转移和半导体激光器注入锁定机制,实现最终微波频率的选择。采用半导体光放大器作为全光反馈调制器件,使得整个系统没有电微波器件,充分发挥了微波光子技术的优势。实验中,成功产生了高质量的微波光子信号,并实现了微波频率从6.93 GHz到25.54 GHz的调谐。提出了基于半导体激光器单周期振荡的全光微波振荡器。本方案中,首先利用自延时光反馈半导体激器运转在单周期振荡状态下,产生原始的微波种子信号。其次利用半导体光放大器中载流子动态特性实现光-光调制。最后,将无源短腔与光延时自反馈环路耦合,进一步抑制边模,获得单纵模振荡。实验中,成功产生了6.10 GHz到15.59 GHz的可调谐微波信号产生。
曹伟[7]（2020）在《基于SOA的双波长光纤激光器及其应用研究》文中提出双波长光纤激光器具有稳定性好、转换效率高、成本低等诸多突出优点,在光通信系统、光纤传感器网络、光谱学和光信息处理等方面均得到了广泛应用。半导体光放大器（SOA）拥有较宽的波长范围、紧凑的结构以及易于与其它光学元件集成等优势,基于SOA的双波长光纤激光器逐渐成为了研究重点。本文首先研究了光外差法产生微波信号的理论,然后研究了基于SOA的LD注入式双波长光纤激光器、基于SOA带半导体可饱和吸收镜（SESAM）的双波长光纤激光器、基于SOA的双波长光纤光栅激光器及其在光生微波信号方面的应用。主要研究内容包括:1. 光外差法产生微波信号的理论研究。光外差法产生微波信号的原理是将两束具有一定频率差的激光信号在光电探测器上拍频,经过详细的理论推导可知,频率分别为f1、f2的两束激光信号经过光电探测器光电转换后可得到频率为f1-f2的微波信号。2. 提出并实验研究了一种基于SOA的LD注入式可调谐双波长光纤环形腔激光器。采用两个外部注入的分布反馈（DFB）激光器作为波长选择器,双波长光纤激光器的输出波长由这两个注入的DFB激光器锁定和调谐。实验结果表明,当其中一个DFB激光器工作在25℃而另一个DFB激光器工作在0℃时,在1553.68nm和1553.9 nm处可以实现稳定的双波长激光振荡,波长间隔为0.22 nm。通过调整两个外部注入的DFB激光器的工作温度可以实现波长间隔的调节,当两个DFB激光器的温度差在25℃至0℃之间变化时,实验获得了波长间隔可在0.22 nm至2.95 nm范围内调谐的双波长激光。3. 提出并实验研究了一种基于SOA带SESAM的双波长环形腔连续波光纤激光器。采用SOA作为增益介质及双波长光纤激光器的能量提供源,SESAM实现对激光谐振腔中振荡模式的选择和损耗的调制。研究表明,当SOA的输入电流为140 m A时,通过仔细调整偏振控制器（PC）,可以获得中心波长分别在1560.91 nm和1564.12 nm的双波长激光输出,其信噪比大于30 d B,波长间隔为3.21 nm。4. 提出并实验研究了一种基于SOA的双波长光纤光栅激光器。采用一对均匀的光纤布拉格光栅（FBG）作为激光器腔内波长选择元件,双波长光纤光栅激光器的输出波长由这两个FBG的布拉格（Bragg）波长锁定。研究结果证明,当FBG1的工作温度为25℃,FBG2的工作温度为-10℃时,通过仔细调整PC,可以获得中心波长分别在1549.58 nm和1548.98 nm的稳定的双波长连续波激光输出,波长间隔为0.6 nm。通过改变FBG2的工作温度使两个FBG的温度差在0℃至35℃之间变化,可以获得波长间隔在0 nm至0.6 nm之间可调的双波长连续波激光。5. 基于SOA的双波长光纤光栅激光器的微波信号产生研究。当SOA的输入电流为120 m A,FBG1的工作温度为25℃,FBG2的工作温度为-10℃时,在1549.58nm和1548.98 nm处实现了稳定的双波长激光输出,波长间隔为0.6 nm,对应于约74.9 GHz的微波信号,在Optisystem软件上对光外差法产生微波信号进行原理性验证。当两个FBG的工作温度差在10℃至35℃之间变化时,波长间隔可在0.18 nm至0.6 nm之间调谐,对应的微波信号频率为22.5 GHz至74.9 GHz。
鲁燕华[8]（2019）在《高平均功率全固态脉冲和频钠信标激光器技术研究》文中研究说明高平均功率全固态脉冲和频钠信标激光器具有平均功率高、线宽可调谐展宽、重频长脉冲工作、结构紧凑等特点,与钠层原子相互作用时存在饱和阈值高、后向共振回光强、信噪比高等优势,是人造激光导引星全季节全天时应用化问题的有效解决方案。研究高性能钠信标激光器不仅可以为人类的天文学高分辨观测和成像提供重要的科学工具,而且还有助于促进先进全固态激光器技术的进步和发展。本论文从钠信标产生原理出发,对高平均功率全固态脉冲和频钠信标激光器的腔外和频物理过程、基频激光产生与放大、调制纵模的光谱特性等进行了深入的研究和探索,主要研究内容和创新点如下:1.针对实际高平均功率激光系统中高阶高斯光束聚焦光斑、入射激光任意功率配比、存在热致相位失配的大信号和频过程,建立了高平均功率高斯光束高效率和频理论模型（简称三高和频理论模型）,突破了已有理论的局限性。提出采取有限元与龙格-库塔方法对该模型进行数值求解,并计算获得了晶体长度、束腰半径、吸收系数、总入射功率、光束质量等参数对和频转换效率的影响关系。基于三高和频理论模型,提出了一束1064nm强光与一束1319nm弱光非匹配性注入三硼酸锂（LBO）晶体和频实现高平均功率589nm激光的方法,当1064nm与1319nm光束质量M2分别为1.8、3,总入射功率在250W～300W,LBO晶体吸收系数为30ppm时,选择50mm或60mm长度的和频晶体并优化基频激光的模式匹配,可获得40%以上的和频效率,即可实现100W以上平均功率的钠信标激光。2.提出了一种新型的钠信标激光器谱线结构——调制纵模及其实现方法。选择一个超窄线宽连续单纵模激光器作为1064nm激光的初始种子源,利用白噪声源电光相位调制技术对单纵模激光线宽进行展宽,并采用通过腔内插入组合标准具技术将1319nm激光设计为亚GHz的多纵模激光,然后通过两束激光的和频即可产生调制纵模钠信标激光。验证实验结果表明,当1064nm单纵模激光初始线宽小于100kHz时,通过调制展宽可实现0.43GHz～0.58GHz的线宽调谐范围,1319nm多纵模激光线宽约0.30GHz,二者经LBO晶体和频后最终实现589nm激光线宽0.31GHz～0.74GHz范围的调谐,实验结果与理论分析计算结果基本吻合。这是国际上公开报道的首个线宽可调谐的钠信标激光器。3.采取光纤激光器和块状固体激光器混合放大技术实现了超高增益、高光束质量、匀滑长脉冲1064nm激光输出。1064nm激光器通过对连续单频光纤放大器强度调制斩波产生150mW、M2～1.15的重频百微秒长脉冲种子激光,并经过两级固体放大器进行功率定标放大。建立了表征放大器输出激光特性的非稳态放大理论模型,并且发现预放大器的实验结果与理论计算值的相对误差介于-12.4%至7.32%之间,主放大器实验结果与理论计算值的相对误差介于-10.8%至-4.3%之间。1064nm激光器最终输出平均功率214W（注入LBO晶体有效线偏光209W）,相对于连续单频种子激光的总增益约5.7×105倍,光束质量M2≈1.82,脉宽150μs。4.开展了重频长脉冲1319nm多纵模激光的产生与放大特性研究。1319nm激光器设计为主振荡器功率定标放大（MOPA）结构,其中主振荡器为一个高光束质量法布里-珀罗腔产生4.65W、脉宽160μs的基模激光,并在腔内插入倍频晶体抑制弛豫振荡尖峰。放大器采取三组Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）激光模块进行链路式单通放大,实验发现其放大器功率依次为16.3W、51.0W、143W,分别比非稳态放大模型理论值偏小19.7%、7.9%、7.1%。分析第一级预放大器误差偏大的主要原因是其峰值泵浦功率密度高达15.92kW/cm2,分别是后两级放大器的3.34倍、8.08倍,因此其放大自发辐射（ASE）对反转粒子数的消耗要远强于后二者。最终注入LBO晶体的1319nm有效线偏光功率为120W,光束质量M2≈3.04。5.国际上首次实现了单束平均功率106W的近衍射极限589nm和频固体激光输出。首先对LBO晶体的温度相位匹配特性进行了测试,结果发现最大允许温度为8.0K·cm,最小值为6.9K·cm,与理论允许温度7.18K·cm较为接近。其次,对0.11～9.0之间不同功率配比之于和频效率的影响进行了实验研究,结果发现当总注入激光功率超过100W时,功率配比介于1～1.5之间时和频效率的误差基本小于5%,与理论计算结果基本吻合。再次,对3mm×12mm×50mm、4mm×12 mm×60mm两种构型LBO晶体在不同总入射基频激光功率下的和频效率进行了实验研究,结果发现其实际和频效率分别是理论值的0.87～1.16倍、0.74～0.84倍。当4 mm× 12 mm×60mm构型LBO晶体总入射功率319W时,获得106W的589nm激光,和频转换效率约33.2%,光束质量M2≈1.29,脉宽约150μs。6.采用两台性能基本一致、相互独立的激光器,分别输出D2a线（中心波长589.1591nm）钠信标激光、D2b线（中心波长589.1571nm）钠信标激光,然后对其共孔径偏振合束,实现无能量损失、D2b线占比可达50%的208W双线再泵浦钠信标激光器,合束后光束质量β～1.42。应用该激光器开展了钠信标探测与自适应光学校正大气波前畸变试验,结果发现双线再泵浦是同等功率的单D2a线泵浦钠信标回光强度的1.93倍,在脉冲持续时间内钠信标回光光子流超过了 56800 ph/s/cm2,并估算出调制纵模钠信标激光器的饱和阈值～1400W/m2,是单频圆偏振光饱和阈值的约22倍,表明调制纵模钠信标激光器对饱和效应的抑制是十分有效的,这对于未来更高功率钠信标激光器的应用具有重要的参考意义。
刘志勇[9]（2019）在《基于半导体光放大器的光纤激光器研究》文中提出基于半导体光放大器的光纤激光器具有结构简单、性能稳定、成本低等优点。其在光纤通信系统、激光技术、光谱学、生物光子学及光信息处理等领域具有广泛应用。本文就基于半导体光放大器的光纤激光器的关键问题展开研究。主要内容如下:1、利用光与物质相互作用的经典理论研究InP/InGaAsP多量子阱的放大自发辐射特性,采用拟合方法得到描述其放大自发辐射线型函数的经验公式。研究结果表明:InP/InGaAsP多量子阱的放大自发辐射线型函数为高斯分布函数,属于非均匀加宽激光物质。2、提出并实验研究一种基于半导体光放大器的单波长光纤激光器,利用光纤布拉格光栅作为波长选择器,得到稳定单波长激光输出。研究结果表明:当半导体光放大器的注入电流为200mA,光纤布拉格光栅的工作温度为25℃时,输出激光的波长为1550.2nm,3dB带宽为0.144nm,信噪比约为35dB。输出激光波长是光纤布拉格光栅工作温度的函数,该激光器的温度系数为0.01512nm/℃。3、提出并实验研究一种基于半导体光放大器的光纤光栅双波长光纤激光器,利用两个级联的光纤布拉格光栅作为波长选择器,得到稳定双波长激光输出。研究结果表明:当半导体光放大器的注入电流为200.0mA,两个光纤布拉格光栅的工作温度分别为50℃和20℃时,输出激光波长分别为1550.072nm和1550.624nm,输出功率分别为-37.43dBm和-44.77dBm,信噪比分别为35dB和27dB,波长间隔为0.552nm。双波长激光器的波长间隔是两个光纤布拉格光栅工作温度差的函数。4、提出并实验研究一种基于半导体光放大器的外部注入式双波长光纤激光器,利用DFB激光器作为外部注入光波与光纤布拉格光栅共同作为波长选择器,得到稳定双波长激光输出,其中一个波长由外部DFB激光器锁定,另一个波长则由光纤布拉格光栅选择。研究结果表明:当光纤布拉格光栅的工作温度保持为25℃,DFB激光器的工作电流为50.0mA,半导体光放大器的注入电流为400.0mA时,输出激光波长分别为1550.06nm和1553.88nm,波长间隔为3.82nm。与用两个级联光纤布拉格光栅作为波长选择器相比,这种方案可以获得较大的波长间隔。5、提出并实验研究一种基于半导体光放大器的多波长光纤激光器,观察到多波长激光输出,探讨半导体光放大器的注入电流对激光器输出波长数量的影响。研究结果表明:通过调节半导体光放大器的泵浦注入电流,可以改变激光器输出波长的数目,泵浦注入电流越大,激光器输出波长的数目越多,但不是无限增加,有一个饱和值。
王天鹤[10]（2015）在《精细多波长光源及连续光频率梳的研究》文中指出本论文主要是针对宽范围线性扫频光源中的关键技术开展研究,它们是高分辨率激光雷达成像（No.61471256）和高分辨率实时光谱分析仪中的核心关键技术,本论文的工作更多的是应用于高分辨率实时光谱分析仪中,为了在大范围内实现多波长并行扫频技术,该系统对多波长光源有更苛刻的要求,本论文采用了多项有创新的技术,使得多波长光源的各项指标有大幅度提高和改进,为项目的整体研究工作奠定了技术基础。本文主要内容:1.综述了各种多波长光源技术的发展现状和趋势,阐述了精细多波长光源在两个系统中的重要地位,一个是Tbit/s传输速率的高速光通信系统,另一个是超高分辨率近红外光谱仪,在这些系统中均采用了窄线宽,宽光谱范围,相邻波长频率间隔在10GHz量级的连续精细多波长光源及光频率梳。2.高速时分复用通信系统需要幅值平坦、高重复频率的脉冲光源,常规的主动锁模技术可以实现这样的脉冲光源,但是需要高频电信号;有理数谐波锁模技术可以用低频电信号产生高重复频率的光脉冲序列,但是光脉冲幅值不平坦。本文用低重复频率的方波电信号成功实现了高重复频率的锁模脉冲输出,得到了幅值平坦的光脉冲序列,其幅值起伏差异减小了两个数量级,实现了最高重复频率为15.7GHz的5阶平坦的有理数谐波锁模脉冲,且脉宽减小一倍,为16.2ps。3.为了克服多波长激光器输出的多波长激光线宽较宽的缺点,我们首次提出并实验验证了结构简单的全光系统,该系统可以将多波长激光器的线宽从MHz量级窄化到10 kHz。多波长激光的线宽窄化了600多倍,同时噪声强度降低了20 dB,在10 nm范围内,有8个单纵模波长的线宽同时窄化到10 kHz。4.针对多波长光源技术中的光谱覆盖范围小的问题,首次提出了将法布里-珀罗激光器作为连续多波长种子源,用色散平坦的高非线性光纤将种子光源的3dB光谱覆盖范围扩大了5倍,达到了17.6nm,6db谱宽达到40nm。该技术的特点是可以在宽光谱范围内实现连续光的窄线宽光频率梳,与脉冲光的光频梳相比,没有色散展宽问题,应用时不需要色散补偿。5.由于增益介质的烧孔效应限制,在原理上限制了密集多波长技术的发展,本文采用光纤受激布里渊效应作为增益机制,从而在原理上避开了烧孔效应,不仅得到了频率间隔为10 GHz的19个波长的输出,而且这些多波长可以在28.5nm范围内（1543 nm到1571.5nm）实现同步、连续调谐。
二、A Tunable Dual-Wavelength Fiber Ring Laser with a Fabry-Perot Laser Diode in an External Injection Seeding Scheme（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、A Tunable Dual-Wavelength Fiber Ring Laser with a Fabry-Perot Laser Diode in an External Injection Seeding Scheme（论文提纲范文）
（1）基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩略词对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 光子晶体光纤概述 |
| 1.2 基于光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.2.1 基于保偏光子晶体光纤的Sagnac环 |
| 1.2.2 基于PCF的在纤式模式干涉仪 |
| 1.2.3 基于PCF的法布里珀罗干涉仪 |
| 1.2.4 基于多芯光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.3 基于PCF滤波器的多波长光纤激光器 |
| 1.3.1 可切换多波长光纤激光器 |
| 1.3.2 可调谐多波长光纤激光器 |
| 1.4 基于PCF滤波器的光纤传感器 |
| 1.4.1 PCF传感器用于结构健康监测 |
| 1.4.2 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 1.5 本文主要的研究内容 |
| 2 基于多芯光子晶体光纤滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多芯光纤的耦合模理论 |
| 2.2.1 双芯耦合模方程的推导 |
| 2.2.2 多芯耦合理论 |
| 2.3 DCPCF滤波器 |
| 2.3.1 DCPCF模式及耦合特性 |
| 2.3.2 基于DCPCF耦合型滤波器 |
| 2.3.3 实验结果及关键技术 |
| 2.4 基于DCPCF-MZI复合滤波器的可调谐双波长激光器 |
| 2.4.1 MZI滤波器的原理 |
| 2.4.2 复合滤波器的传输特性 |
| 2.4.3 基于DCPCF-MZI滤波器的激光器的结构及原理 |
| 2.4.4 激光输出特性分析 |
| 2.5 TCPCF滤波器 |
| 2.5.1 TCPCF模式特性分析 |
| 2.5.2 基于TCPCF的耦合型滤波器 |
| 2.6 基于锥形TCPCF滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.6.1 锥形TCPCF滤波器的耦合特性 |
| 2.6.2 锥形TCPCF滤波器的制作及传输特性 |
| 2.6.3 基于锥形TCPCF滤波器的激光器结构 |
| 2.6.4 影响激光可调谐特性的参数分析 |
| 2.6.5 多波长可调谐激光输出及稳定性测试 |
| 2.7 小结 |
| 3 基于光子晶体光纤滤波器的可切换多波长激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于PMPCF-SI滤波器的多波长激光器及输出稳定性研究 |
| 3.2.1 PMPCF的双折射特性分析 |
| 3.2.2 基于PMPCF的 Sagnac干涉仪理论 |
| 3.2.3 PMPCF-SI滤波器制作及传输特性分析 |
| 3.2.4 多波长激光器的结构及输出特性分析 |
| 3.2.5 PMPCF对输出激光稳定性的影响 |
| 3.3 基于四叶草PCF模式干涉型滤波器的多波长激光器 |
| 3.3.1 FLCPCF的模式特性分析 |
| 3.3.2 FLCPCF滤波器的原理及制作 |
| 3.3.3 滤波器传输谱特性分析 |
| 3.3.4 激光器结构及输出分析 |
| 3.3.5 激光器可调谐特性分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 基于多芯光子晶体光纤的传感技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双锥形DCPCF的多参量传感器 |
| 4.2.1 传感器结构及传感机制 |
| 4.2.2 传感器制备及传输谱分析 |
| 4.2.3 矢量曲率传感特性 |
| 4.2.4 拉力传感特性 |
| 4.2.5 温度传感特性 |
| 4.2.6 传感器性能优化 |
| 4.3 基于TCPCF的拉力传感器 |
| 4.3.1 拉力传感机制 |
| 4.3.2 拉力灵敏度的理论计算 |
| 4.3.3 传感器制作及传输谱测量 |
| 4.3.4 拉力传感测试及结果 |
| 4.3.5 传感器性能分析 |
| 4.3.6 灵敏度优化 |
| 4.4 小结 |
| 5 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于倏逝波的光纤传感理论 |
| 5.2.1 直线形EW光纤传感机制 |
| 5.2.2 U形光纤的EW传感理论 |
| 5.3 TPPS染料功能化的FLCPCF氨气传感器 |
| 5.3.1 FLCPCF的特性分析 |
| 5.3.2 TPPS染料膜的吸收特性 |
| 5.3.3 FLCPCF传感器的制备 |
| 5.3.4 传感器的实验测试系统与传输特性 |
| 5.3.5 传感性能分析 |
| 5.4 无染料薄膜功能化的U形光纤PH传感器 |
| 5.4.1 U形光纤的特性分析及制作 |
| 5.4.2 EC/Sol-gel敏感膜的原理及制备 |
| 5.4.3 敏感膜的特性分析 |
| 5.4.4 传感器的制备及传输特性 |
| 5.4.5 传感器的性能分析 |
| 5.4.6 传感器应用前景的讨论分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结束语 |
| 6.1 本论文的研究成果总结 |
| 6.2 下一步拟开展的工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 双波长解调技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 单波长双腔正交解调技术研究现状 |
| 1.2.2 偏振双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.3 相位正交双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.4 时域分离双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.5 载波双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.6 微分交叉乘双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.7 差分双波长光强度比双波长解调技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 OFFPS工作原理及其解调方法研究 |
| 2.1 法布里-珀罗干涉原理 |
| 2.2 OFFPS工作原理 |
| 2.3 OFFPS单波长解调技术 |
| 2.3.1 传统单波长解调技术 |
| 2.3.2 单波长双腔正交解调技术 |
| 2.4 OFFPS双波长解调技术 |
| 2.4.1 双波长解调光路 |
| 2.4.2 双波长解调算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调技术及其研究 |
| 3.1 双波长微分交叉乘腔长解调法 |
| 3.2 双波长取值和解调范围的关系 |
| 3.2.1 双波长取值对解调范围的影响 |
| 3.2.2 待解调范围对双波长取值的影响 |
| 3.3 光信号的带宽对解调的影响 |
| 3.4 初始腔长误差对解调的影响 |
| 3.4.1 初始腔长误差对解调结果的影响 |
| 3.4.2 最小均方差法解调技术 |
| 3.5 噪声对于解调的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 双波长解调系统构建及其研究 |
| 4.1 OFFPS解调系统总体方案 |
| 4.2 光路部分 |
| 4.2.1 双波长光路设计 |
| 4.2.2 器件选型 |
| 4.3 电路部分 |
| 4.3.1 电源模块 |
| 4.3.2 光电采集模块 |
| 4.3.3 最小系统模块 |
| 4.3.4 电路实物 |
| 4.4 上位机部分 |
| 4.4.1 滤波处理 |
| 4.4.2 归一化处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调技术性能验证 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 实验装置搭建 |
| 5.2.1 压电陶瓷促动器及其控制器 |
| 5.2.2 信号发生器 |
| 5.2.3 精密定位器 |
| 5.3 实验步骤 |
| 5.4 微分交叉乘腔长解调技术仿真验证 |
| 5.4.1 仿真模型 |
| 5.4.2 腔长解调实验仿真 |
| 5.5 微分交叉乘腔长解调技术实验验证 |
| 5.5.1 初始腔长对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.2 振幅对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.3 频率对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.4 重复性实验 |
| 5.5.5 实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景和意义 |
| 1.2 混沌概述 |
| 1.2.1 混沌的定义 |
| 1.2.2 混沌的基本特征 |
| 1.2.3 通向混沌的道路 |
| 1.2.4 混沌在确定系统中常见的研究方法 |
| 1.3 混沌同步及混沌保密通信的研究进展 |
| 1.3.1 混沌同步的定义及研究进展概述 |
| 1.3.2 混沌保密通信研究进展概述 |
| 1.4 基于SL的混沌同步及保密通信研究进展 |
| 1.4.1 基于SL的混沌同步研究概述 |
| 1.4.2 基于SL混沌同步的保密通信研究现状综述 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 基于半导体激光器的混沌及通信模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自由运行SL的理论模型 |
| 2.2.1 边发射激光器的理论模型 |
| 2.2.2 垂直腔面发射激光器的理论模型 |
| 2.2.3 弱谐振腔法布里-珀罗激光器的理论模型 |
| 2.3 Runge-Kutta算法 |
| 2.4 基于外部扰动下SL产生混沌模型 |
| 2.4.1 基于光反馈SL产生混沌模型 |
| 2.4.2 基于光注入SL产生混沌模型 |
| 2.4.3 基于光电反馈SL产生混沌模型 |
| 2.5 基于SL的混沌同步系统理论模型 |
| 2.5.1 基于SL的单向注入混沌同步系统 |
| 2.5.2 基于SL的双向互注入混沌同步系统 |
| 2.5.3 基于SL的相同混沌光驱动混沌同步系统 |
| 2.5.4 基于SL混沌同步的保密通信方式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于FBG滤波反馈WRC-FPLD产生波长可调带宽可控混沌信号 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FBG的理论模型 |
| 3.3 FBG滤波反馈WRC-FPLD系统模型和原理 |
| 3.4 数值计算结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于两个单向耦合WRC-FPLDs同时产生多信道宽带混沌信号 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 两个自由运行WRC-FPLDs的输出特性 |
| 4.3.2 S-WRC-FPLD总模混沌输出特性 |
| 4.3.3 S-WRC-FPLD输出的单信道混沌信号特性 |
| 4.4 理论模型和数值分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于两个WRC-FPLDs载波波长可切换混沌保密通信系统实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统结构 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 自由运行WRC-FPLDs输出特性 |
| 5.3.2 T-WRC-FPLD滤波反馈下的输出特性 |
| 5.3.3 两个WRC-FPLDs的混沌同步质量 |
| 5.3.4 系统的通信性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和研究展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间工作情况 |
| 致谢 |
（4）面向气体探测应用的窄线宽光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光及光纤激光器概述 |
| 1.3 包层泵浦及泵浦结构 |
| 1.4 单纵模激光的实现方法 |
| 1.5 本论文内容安排 |
| 1.6 本论文主要创新点 |
| 2 高功率定波长单纵模掺铥光纤激光器 |
| 2.1 2μm激光概述 |
| 2.1.1 2μm激光应用 |
| 2.1.2 2μm激光实现方式 |
| 2.2 增益介质-掺铥石英光纤 |
| 2.3 波长选择器件-光纤布拉格光栅 |
| 2.4 高功率光纤泵浦激光器 |
| 2.5 定波长掺铥光纤激光器的光学结构及工作原理 |
| 2.6 定波长掺铥光纤激光器的激光输出特性 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 宽带可调谐单纵模掺铥光纤激光器 |
| 3.1 激光波长的调谐方式 |
| 3.2 基于法布里-珀罗腔原理的可调谐滤波器 |
| 3.3 带间泵浦的可调谐掺铥光纤激光器 |
| 3.3.1 激光器光学结构及工作原理 |
| 3.3.2 激光器输出特性 |
| 3.4 790nm泵浦的高功率可调谐掺铥光纤激光器 |
| 3.4.1 激光器光学结构及工作原理 |
| 3.4.2 激光器输出特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 宽带可调谐单纵模布里渊光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 光纤中的受激布里渊散射 |
| 4.1.2 2μm布里渊光纤激光器进展 |
| 4.2 增益介质-高掺锗光纤 |
| 4.3 可调谐单纵模布里渊光纤激光器的光学结构及工作原理 |
| 4.4 可调谐单纵模布里渊光纤激光器的激光输出特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 1.65微米高功率窄线宽拉曼光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 甲烷气体探测 |
| 5.1.2 光纤中的受激拉曼散射 |
| 5.2 1.65μm高功率拉曼连续光纤激光器 |
| 5.2.1 1541 nm高功率连续泵浦激光器 |
| 5.2.2 拉曼激光器光学结构及工作原理 |
| 5.2.3 拉曼激光器输出特性 |
| 5.3 1.65μm高功率拉曼脉冲光纤激光器 |
| 5.3.1 方案设计 |
| 5.3.2 1541 nm高功率脉冲泵浦激光器 |
| 5.3.3 拉曼激光器光学结构及工作原理 |
| 5.3.4 拉曼激光器输出特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 论文总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（5）百瓦级低噪声全固态连续波单频激光器的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 单频激光器的研究进展 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 全固态连续波单频激光器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 全固态激光器基本理论 |
| 2.2.1 Nd:YVO_4速率方程 |
| 2.2.2 光学谐振腔 |
| 2.2.3 单频激光技术 |
| 2.3 固体棒状激光放大器 |
| 2.3.1 主振荡功率放大器 |
| 2.3.2 注入锁定放大器 |
| 2.3.3 激光放大增益 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 100W连续波单频主振荡功率放大器的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光器腔内线性损耗的精确测量 |
| 3.2.1 单频激光器腔内损耗测量原理 |
| 3.2.2 腔内线性损耗测量结果 |
| 3.3 种子激光器的研究 |
| 3.3.1 实验装置 |
| 3.3.2 激光器的输出特性 |
| 3.4 100W连续波单频主振荡功率放大器 |
| 3.4.1 实验装置 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 101 W连续波单频1064 nm激光器的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高功率连续波单频激光器的设计 |
| 4.3 101 W连续波单频激光器的输出特性 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 高功率单频双波长激光器强度噪声特性的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高功率双波长激光器强度噪声的操控 |
| 5.2.1 双波长激光器的强度噪声理论 |
| 5.2.2 激光器强度噪声的测量 |
| 5.2.3 强度噪声操控结果与分析 |
| 5.3 激光器纵模结构与强度噪声之间的关系 |
| 5.3.1 激光器纵模结构的操控 |
| 5.3.2 强度噪声测量结果与分析 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全固态连续波单频激光器强度噪声抑制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 泵浦方式对激光器强度噪声的影响 |
| 6.2.1 不同泵浦方式激光器的设计 |
| 6.2.2 实验结果与分析 |
| 6.3 操控受激辐射速率抑制激光器强度噪声 |
| 6.3.1 理论分析与实验设计 |
| 6.3.2 实验结果与分析 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（6）基于半导体激光器动态特性的微波光子信号产生技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光技术与光通信 |
| 1.1.1 激光技术的发展背景 |
| 1.1.2 光通信 |
| 1.2 微波光子技术及其光微波/毫米波的产生方法 |
| 1.2.1 光外差法 |
| 1.2.2 电光调制法 |
| 1.2.3 光电振荡器 |
| 1.2.4 基于半导体激光器非线性动态特性的微波光子信号产生 |
| 1.3 半导体激光器非线性动力学特性光生微波信号技术研究进展 |
| 1.3.1 光生微波信号研究现状 |
| 1.3.2 光域微波信号处理研究现状 |
| 1.4 总结 |
| 1.5 本论文的研究意义及主要工作和内容 |
| 1.5.1 本论文的研究目的及意义 |
| 1.5.2 本论文的主要研究工作和内容 |
| 第二章 半导体激光器的非线性动力学特征基本理论 |
| 2.1 半导体激光器的工作机制 |
| 2.2 半导体激光器的基本性质 |
| 2.3 半导体激光器自由运转时速率方程 |
| 2.3.1 稳态分析 |
| 2.3.2 瞬态分析 |
| 2.4 光注入下半导体激光器速率方程 |
| 2.5 光反馈下半导体激光器速率方程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于DFB-LD注入锁定的全光耦合微波振荡器 |
| 3.1 方案原理分析 |
| 3.2 实验结果及讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于DFB-LD单周期振荡的全光微波振荡器 |
| 4.1 方案原理分析 |
| 4.2 实验结果及讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文工作总结 |
| 5.2 本论文研究工作的创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 缩写及中英文对照简表 |
| 附录B 攻读硕士期间取得的研究成果 |
| 第一作者论文 |
| 非第一作者论文 |
（7）基于SOA的双波长光纤激光器及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 光外差法产生微波信号的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光外差法原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于SOA的LD注入式双波长光纤激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SOA增益特性与偏振特性的实验研究 |
| 3.3 实验装置 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于SOA带 SESAM的双波长光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SESAM压缩特性的实验研究 |
| 4.3 实验装置 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于SOA的双波长光纤光栅激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 FBG透射特性的实验研究 |
| 5.3 实验装置 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于SOA的双波长光纤光栅激光器的微波信号产生研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论模型 |
| 6.3 实验装置 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 工作总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（8）高平均功率全固态脉冲和频钠信标激光器技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钠信标产生原理 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 染料钠信标激光器 |
| 1.3.2 块状固体钠信标激光器 |
| 1.3.3 光纤钠信标激光器 |
| 1.3.4 其它钠信标激光器 |
| 1.3.5 小结 |
| 1.4 论文选题与结构安排 |
| 第二章 三高和频理论模型及模拟计算 |
| 2.1 非线性光学波动方程 |
| 2.2 平面波和频理论模型 |
| 2.2.1 平面波和频耦合波方程 |
| 2.2.2 曼利-罗关系 |
| 2.2.3 小信号近似理论处理 |
| 2.2.4 大信号理论处理 |
| 2.2.5 和频允许参量 |
| 2.3 三高和频理论模型 |
| 2.3.1 高斯光束基本特性 |
| 2.3.2 高斯光束和频耦合波方程 |
| 2.3.3 三高和频理论模型 |
| 2.4 数值模拟计算 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 实验装置设计 |
| 3.1 1064nm激光器设计 |
| 3.1.1 1064nm种子源 |
| 3.1.2 非稳态放大理论模型 |
| 3.1.3 1064nm放大器 |
| 3.2 1319nm激光器设计 |
| 3.2.1 1319nm种子源 |
| 3.2.2 1319nm放大器 |
| 3.3 线宽控制设计 |
| 3.3.1 单纵模激光调制展宽技术 |
| 3.3.2 多纵模激光线宽控制技术 |
| 3.4 589nm和频器设计 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 实验结果与分析 |
| 4.1 1064nm激光器实验结果及分析 |
| 4.2 1319nm激光器实验结果及分析 |
| 4.3 线宽控制实验结果及分析 |
| 4.4 589nm和频器实验结果及分析 |
| 4.5 双频钠信标激光器及应用 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1: 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（9）基于半导体光放大器的光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 半导体光放大器进展 |
| 1.2 基于SOA的单波长光纤激光器发展现状 |
| 1.3 基于SOA的双波长光纤激光器发展现状 |
| 1.4 基于SOA的多波长光纤激光器发展现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 InP/InGaAsP多量子阱放大自发辐射谱 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 InP/InGaAsP多量子阱材料ASE谱曲线拟合算法描述 |
| 2.3 InP/InGaAsP多量子阱放大自发辐射实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于SOA的单波长光纤激光器研究 |
| 3.1 半导体光放大器的基本结构与原理 |
| 3.2 基于SOA的单波长光纤激光器 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于SOA的双波长光纤激光器研究 |
| 4.1 基于SOA与级联FBG的双波长光纤激光器 |
| 4.2 基于SOA的外部注入式双波长光纤激光器 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于SOA的多波长光纤激光器研究 |
| 5.1 基于SOA的多波长光纤激光器实验装置 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 工作总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（10）精细多波长光源及连续光频率梳的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 精细多波长光源的背景介绍 |
| 1.1.1 应用于密集波分复用技术的多波长光源 |
| 1.1.2 应用于超高分辨率近红外光谱仪的精细多波长激光源 |
| 1.2 多波长光源的现阶段研究状况以及发展前景 |
| 1.2.1 级联相位调制器和强度调制器调制窄线宽光 |
| 1.2.2 通过SSB调制器循环移频实现多波长光源 |
| 1.2.3 分布反馈式激光器阵列 |
| 1.2.4 光纤光栅选择波长最终实现多波长输出 |
| 1.2.5 光纤激光腔中插入梳状滤波器输出多波长激光 |
| 1.2.6 半导体增益介质插入梳状滤波器输出多波长激光 |
| 1.2.7 受激布里渊掺铒多波长光纤激光器 |
| 1.3 本论文研究的内容概况及创新点 |
| 1.3.1 论文的研究内容 |
| 1.3.2 论文的创新点 |
| 第二章 有理数谐波锁模脉冲幅值的均匀化 |
| 2.1 有理数谐波锁模的介绍及应用 |
| 2.1.1 有理数谐波锁模脉冲幅值优化的研究现状 |
| 2.1.2 射频方波驱动实现锁模脉冲幅值均衡化 |
| 2.2 射频方波调制实现锁模脉冲幅值均衡化原理 |
| 2.3 有理数谐波锁模脉冲幅值均衡化的实验 |
| 2.3.1 方波调制有理数谐波锁模的实验装置 |
| 2.3.2 马赫曾德电光强度调制器电光调制透射曲线 |
| 2.4 方波调制有理数谐波锁模实验结果分析 |
| 2.4.1 低频电方波调制下幅值均衡优化 |
| 2.4.2 1GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化 |
| 2.4.3 3.125GHz重复频率高频电方波调制下幅值均衡优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多波长激光器同时窄化线宽技术的研究 |
| 3.1 窄线宽多波长光源的引言介绍 |
| 3.1.1 单波长激光器的线宽窄化技术 |
| 3.1.2 多波长光源同时窄化线宽 |
| 3.2 多波长光源窄化线宽的原理 |
| 3.2.1 受激布里渊散射的过程及其增益谱 |
| 3.2.2 受激布里渊散射的阈值 |
| 3.2.3 延时自外差法测量多波长光源的线宽 |
| 3.3 窄化多波长光源的线宽方案 |
| 3.3.1 窄化多波长光源的线宽的实验装置 |
| 3.3.2 窄化多波长光源线宽方案的原理分析 |
| 3.4 窄化多波长光源的实验结果及讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于四波混频和级联四波混频的时域上连续宽光谱光频率梳的研究 |
| 4.1 光频率梳的背景介绍 |
| 4.1.1 光频率梳的应用领域 |
| 4.1.2 时域上脉冲的光频梳的产生方法 |
| 4.1.3 时域上连续的窄线宽光频梳 |
| 4.1.4 产生连续的单纵模窄线宽光频梳的条件 |
| 4.2 多波长光源展宽和时域上连续光频率梳产生原理 |
| 4.2.1 四波混频的起源及产生条件 |
| 4.2.2 四波混频中信号光和闲频光的解析解 |
| 4.2.3 高非线性光纤中的相位匹配技术 |
| 4.2.4 光纤材料色散对相位匹配的影响 |
| 4.2.5 高非线性光纤中的级联四波混频 |
| 4.3 时域上连续光频梳的结果分析 |
| 4.3.1 实现时域上连续宽光谱光频率梳（多波长）的实验装置 |
| 4.3.2 经过标准高非线性光纤得到的光频率梳结果分析 |
| 4.3.3 色散平坦光纤得到的光频率梳结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 相邻波长间隔为GHz量级的多波长激光的研究 |
| 5.1 波长间隔为GHz量级的多波长光源的应用 |
| 5.1.1 10GHz量级波长间隔的多波长光源的应用范围 |
| 5.1.2 产生GHz量级窄波长间隔的多波长光源的难点与解决方法 |
| 5.2 DFB激光器为信号光源实现受激布里渊散射多波长光纤激光器 |
| 5.2.1 受激布里渊散射多波长光纤激光器的实验装置 |
| 5.2.2 低功率种子信号多波长激光输出结果及分析 |
| 5.2.3 种子信号功率对多波长激光输出的影响 |
| 5.2.4 高功率种子信号多波长激光输出结果及分析 |
| 5.2.5 种子信号功率和放大功率的优化选择 |
| 5.3 受激布里渊散射多波长激光的可调谐性 |
| 5.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、A Tunable Dual-Wavelength Fiber Ring Laser with a Fabry-Perot Laser Diode in an External Injection Seeding Scheme（论文参考文献）
- [1]基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究[D]. 唐子娟. 北京交通大学, 2021
- [2]法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究[D]. 冯嘉双. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]外部扰动下弱谐振腔法布里—珀罗激光器混沌动力学特性及其在安全通信中应用研究[D]. 胡春霞. 西南大学, 2021(01)
- [4]面向气体探测应用的窄线宽光纤激光器研究[D]. 尹韬策. 浙江大学, 2020(02)
- [5]百瓦级低噪声全固态连续波单频激光器的研究[D]. 郭永瑞. 山西大学, 2020(12)
- [6]基于半导体激光器动态特性的微波光子信号产生技术研究[D]. 罗浩. 贵州大学, 2020(04)
- [7]基于SOA的双波长光纤激光器及其应用研究[D]. 曹伟. 长江大学, 2020(02)
- [8]高平均功率全固态脉冲和频钠信标激光器技术研究[D]. 鲁燕华. 中国工程物理研究院, 2019(01)
- [9]基于半导体光放大器的光纤激光器研究[D]. 刘志勇. 长江大学, 2019(12)
- [10]精细多波长光源及连续光频率梳的研究[D]. 王天鹤. 天津大学, 2015(08)