1.55μm单频光纤激光器的稳定性研究

作     者：郑生旭 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓华秋

授予年度：2016年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：1.55μm保偏光纤激光器 短直腔 稳定性 

摘      要：短直腔单频光纤激光器因其在很多领域具有广阔的应用前景,在近几十年成为科研工作者们一直关注的焦点。无跳模、极窄线宽、低噪声和全光纤等特点在短直腔单频光纤激光器中体现的淋漓尽致。现在对光纤激光器的应用要求越来越高,精密度、抗干扰性和稳定性成为目前必须要解决的关键问题,但是由于短直腔单频激光器容易受到外界环境的影响,主要是温度(高温和低温)的影响。目前实验室所用的光纤激光器的工作温度在15℃到35℃,超过这个温度区间,单频激光器工作的各项参数指标就不稳定。本文主要针对以上问题从谐振腔本身解决这些问题,能使谐振腔承受更低的温度和更高的温度,研究了一套谐振腔的制作工艺流程,使其可以市场化和工业化,为光纤激光器的发展做出贡献。本文在分析单频光纤激光器的工作原理、基本结构和单频实现方法的基础上,阐述了光纤激光器的功率稳定性技术、频率稳定性技术以及光纤激光器的关键技术,并针对1.55μm保偏谐振腔的稳定性进行研究,首先从单纵模区间、输出功率、波长、功率稳定性、消光比等参数进行分析,其次从1.55μm保偏谐振腔制作工艺上进行研究,使其本身具有更好的稳定性,使制作出来的谐振腔达到以下要求:单纵模区间大小稳定、单纵模临界点飘移不能超过0.5℃、消光比大于20、功率不稳定性小于2%、相同温度下的波长差距在3pm范围内、980nm泵浦150mA情况下慢轴输出功率大于5mW,并能承受更高或者更低的温度。通过实验多次论证工艺流程,制作出达到要求的谐振腔,通过实验数据表明,谐振腔所能承受的最高温度50℃,所能承受的最低温度10℃,并具有可重复性和可拆解性。在上述研究基础上本文提出了波长计测量法测量1.55μm保偏光纤激光器单纵模区间,并与频谱扫描法、F-P腔法等测量方法进行了比较。实验结果表明三种测量方法得到的单纵模区间相同,说明波长计测量法也可以用于1.55μm保偏光纤激光器单纵模区间的测量。