论文摘要
随着光纤通信技术的不断完善,各类新型光纤器件的研制引起了研究人员的关注。基于光纤设备的光纤传感网络正在蓬勃发展,光纤激光器和光纤传感器在光纤传感网络中发挥着关键作用,且已经广泛应用于光纤通信领域。在光纤激光器的研发中,首先是以半导体激光器的研究为原型,将光纤技术融合于半导体激光器中,结合外腔的半导体激光器及光纤光栅传感的特性,使得光纤激光器研究变得更加有意义。当前由于多数研究者为追求更窄线宽的激光输出,提出锁模技术。在当前的研究背景下,联系锁模技术的光纤激光器,同时运用光纤光栅作为传感元件,在锁模技术中实现光纤光栅的传感将变得非常有意义。利用锁模技术实现的光纤激光器不但能够为光纤通信系统提供兼容的超窄的脉冲光源,也能够为光纤类的系统奠定某些应用的基础。在锁模技术研究的基础上,光纤激光器的波长可调谐逐渐发展成为一种新型的光纤激光器研究开发的重要领域,广泛应用于波分复用（WDM）光纤通信中系统。可调谐光纤激光器由于其发射波长能够在一定的光谱范围内进行系统调谐而具有很大的吸引力。波长可调谐光源的使用有利于多类学科领域的应用,像在远程通信、材料处理、显微镜、医学和成像等。对于波长可调谐光纤激光器能够有效地降低通信系统成本,加大通信容量,同时可以使得通信系统被制作的更为紧凑。由于光纤类的传输媒质,信号在纤芯内以全反射方式传输,传送速度快,且信息传输的容量较大、损耗比较低、系统的结构质量较轻以及有着很好的抗干扰能力等显著的优势,在信息的传输中保证了高效的速率和性能的可靠性。本文提出了一种利用激光主动锁模实现光纤传感的实验装置,它结合了法布里-珀罗激光器（F-P LD）与光纤光栅,形成复合腔的结构,光纤光栅具有滤波的特性。以信号发生器直接作用在法布里-珀罗激光器上来调节腔内的频率,在大色散腔内完成主动锁模光纤激光器的光纤传感系统。这类的光纤材质的光纤传感器不同于传统的传感器,具有结构紧凑、抗电磁干扰、成本低、敏感度高、耐腐蚀等的优势,且利用激光拍频检测简化解调系统,增加传感的节点。在实现传感之前,利用主动锁模机制完成对法布里-珀罗激光器范围内的多个波长的输出,实现光纤激光器的可调谐性。相对于其他类的传感网络系统,它可以自身提供多个波长的激光光源,同时以光纤光栅（FBG）作为传感器进行传感及解调,即当外界应变作用在FBG上时,FBG的中心波长会发生偏移,在存在色散的腔内,不同波长的激光会有不同的时延。本次论文对于传感信号的解调使用激光拍频技术,将传感的信号转化为频率信号,也就是将波长的变化转换为频率的改变,频率信号能够通过频谱分析仪直接采集出来,转化得到对应的传感信号的变化量。在此光纤传感系统中,减少了光源的使用,降低了直接对光信号处理的困难。在一定程度上降低了该系统的成本,对系统的结构进行简化,避免了电路传感器本身的噪声干扰,同时可以实现光纤激光器的快速可调谐性,完成光纤激光器系统中的传感测量,具有良好的发展趋势。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 张玲娟
导师: 王旭
关键词: 法布里珀罗激光器,光纤激光器,主动锁模,激光拍频,光纤光栅传感
来源: 河南师范大学
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术
单位: 河南师范大学
分类号: TN248;TP212
DOI: 10.27118/d.cnki.ghesu.2019.000585
总页数: 67
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标签：法布里珀罗激光器论文; 光纤激光器论文; 主动锁模论文; 激光拍频论文; 光纤光栅传感论文;