基于半导体光放大器的光纤激光器研究

论文摘要

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。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘志勇

导师: 陈海燕

关键词: 半导体光放大器,光纤激光器,单波长,双波长与多波长激光器

来源: 长江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,无线电电子学

单位: 长江大学

分类号: TN248;TN722

总页数: 50

文件大小: 1621K

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