检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

波长可调谐窄线宽激光器的线宽特性研究

激光与光电子学进展 2022年

作者：冯智宇成煜苑立波李立彤黄苏梅李静桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西光电信息处理重点实验室长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室大族激光科技产业集团股份有限公司

为了探究激光器线宽的综合特性，对线宽进行理论分析，搭建基于非平衡马赫增德尔干涉结构的延时自外差测量系统，研究波长可调谐窄线宽激光器的稳态以及动态线宽特性。同时为了平衡线宽测量的快速性与精确性，实现不同接收机带宽下的线... 详细信息

为了探究激光器线宽的综合特性，对线宽进行理论分析，搭建基于非平衡马赫增德尔干涉结构的延时自外差测量系统，研究波长可调谐窄线宽激光器的稳态以及动态线宽特性。同时为了平衡线宽测量的快速性与精确性，实现不同接收机带宽下的线宽测试。针对激光器波长连续调谐时产生的线宽展宽问题，通过控制激光器波长调谐时的步进量，保持输出功率稳定，补偿线宽测量值。该研究不仅能完善线宽特性的研究，而且对光频域反射技术研究能产生重要的现实意义。

关键词：窄线宽激光器线宽测量延时自外差法拍频法

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

窄线宽激光器线宽测量系统的研究

窄线宽激光器线宽测量系统的研究

作者：彭静娴北京邮电大学

学位级别：硕士

随着光纤通信技术的高速发展,窄线宽半导体激光器得到了越来越广泛的应用。对于窄线宽的光源来说,其线宽（FWHM）是一项十分重要的指标。在光纤干涉测速,光纤测温及远距离的相干检测等需要精密测量的领域中,对半导体激光器线宽的要求都... 详细信息

随着光纤通信技术的高速发展,窄线宽半导体激光器得到了越来越广泛的应用。对于窄线宽的光源来说,其线宽（FWHM）是一项十分重要的指标。在光纤干涉测速,光纤测温及远距离的相干检测等需要精密测量的领域中,对半导体激光器线宽的要求都日益增高。半导体激光器的线宽特性决定着光纤通信系统的性能。研究能够满足高测量精度要求的半导体激光器线宽测量方法,对光纤通信系统和光学测量等领域都具有重要的意义。目前,窄线宽半导体激光器线宽的测量方法主要有非平衡光纤干涉仪测量法、拍频法、延迟自零差法、延迟自外差法和循环增益补偿延时自外差法等。其中延迟自外差法是最常用的方法。但是该方法存在测量精度不够,延迟光纤长度过长的问题。针对这些问题,本文提出了一种改进的延迟自外差测量法。论文工作围绕这一方法开展了理论和实验研究。本论文的研究内容及主要工作成果如下： 1)研究了半导体激光器线宽测量的技术背景及国内外的研究现状。推导了半导体激光器线宽测量的理论公式。并研究了影响激光器线宽的因素。分析和对比了五种测量半导体激光器线宽方法的原理及优缺点,为提出新的激光器线宽测量方法做了铺垫和引申。 2)研究了延迟自外差法的原理并进行了理论分析。基于仿真平台对理论分析进行了验证。分析了短光纤延迟自外差法的基本原理并对其进行了数学仿真。理论分析和仿真的结果表明,测量10kHz线宽的半导体激光器时,要想得出比较准确的测量值,至少需要120kmm的延迟光纤。研究了短光纤延迟自外差法,得到了延迟光纤为25km时的激光器线宽的拟合公式。分析表明,这两种测量方式都存在光纤长度过长,测量精度不理想的问题。 3)针对现有的激光器线宽测量方法中测量精度不高、使用光纤长度过长的问题,提出了一种改进的延迟自外差测量法。新的测量方法增加了法拉第旋转镜的使用,提高了光偏振态的稳定性,减少了延迟光纤的使用长度,提高了测量精度。同时,基于新型的延迟自外差法,设计并搭建了激光器线宽测量系统,完成了该方法可行性的验证。最终测得待测激光器线宽在140kHz左右。相比于传统的半导体激光器线宽测量方法,该方案可以针对线宽为kHz数量级的半导体激光器,很好地完成线宽测量工作。不仅极大地提高了测量精度;同时使用的光纤长度不超过5km,与传统的延迟自外差法相比,减少了约50%。 4)分析线宽测量结果,指出了改进的延迟自外差法相较于传统测量方法的优势。针对实验结果中的误差问题,研究了光纤色散、光电探测器及激光器的频率漂移对实验结果产生的影响。

关键词：窄线宽激光器线宽测量改进的延迟自外差法 Matlab仿真

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

窄线宽外腔半导体激光器的被动稳频研究

窄线宽外腔半导体激光器的被动稳频研究

作者：高启瑞重庆大学

学位级别：硕士

窄线宽外腔半导体激光器因具有长相干时间,低相位噪声以及高集成度,已广泛应用于相干通信、精密测量和信号合成等科学研究与工业应用等领域。目前常用的外腔半导体激光器在受到外界环境温度和振动产生的热动力学噪声影响时,容易产生频... 详细信息

窄线宽外腔半导体激光器因具有长相干时间,低相位噪声以及高集成度,已广泛应用于相干通信、精密测量和信号合成等科学研究与工业应用等领域。目前常用的外腔半导体激光器在受到外界环境温度和振动产生的热动力学噪声影响时,容易产生频率漂移和跳模等现象,导致激光器的相干性降低以及噪声增加,会破坏激光的稳定运转。本文针对窄线宽外腔半导体激光器稳定化问题,从被动隔振隔声理论分析、模块化结构设计及加工、主被动温度控制方式等多方面入手展开窄线宽外腔半导体激光器频率和强度噪声的抑制研究。论文主要内容如下:(1)在分析窄线宽半导体激光器的应用需求的基础上,总结了现有窄线宽半导体激光器的类型,得出外腔光反馈法是窄线宽半导体激光器线宽进一步窄化的基本方法之一。从激光器线宽窄化与频率稳定层面,阐述了目前窄线宽外腔激光器主被动稳频的主要机制和研究现状。通过对国内外上窄线宽半导体激光器线宽及稳定性指标的深入分析,探讨了1550 nm波段窄线宽激光器稳频技术需要进一步研究的主要内容。(2)分析得出激光频率稳定性主要受到温度、振动及大气压强的影响,进而扰动谐振腔腔长及折射率。基于光与物质的相互作用分析激光器输出频率受弹光和热光效应影响原理,并对应力引起光纤相位变化进行理论推导;分析激光器输出中心频率受温度变化影响的相关机制,推导温度变化与石英光纤频率漂移量的关系。同时分析衡量激光器输出稳定性的指标参数:谱线宽度、频率噪声及强度噪声的测量原理。最后从噪声类型及产生机理角度对噪声抑制原理进行分析总结。(3)从激光器振动和温度控制两方面出发,分析隔声隔振及阻尼改善低频段的隔声及共振问题的相关机理,探讨有效的隔声隔振复合结构及和激光系统封装结构。采用有限元建模仿真的方法,通过对整体激光器模块进行隔声量化分析,对研究设计结构内部的隔声效果进行研究,提出减小和抑制由振动和声音产生误差的封装措施。通过分析不同材料隔绝温度的效果,优化被动隔温材料的选型,同时添加主动温控机制。采用有限元建模仿真方法,通过对整体激光器模块进行温度响应分析,对设计结构内部的隔热效果进行了研究。(4)对弱分布反馈构成的窄线宽半导体激光器进行稳定化实验验证。实现线宽窄化和初步稳频,延时自外差线宽由本身的606.79 k Hz窄化至8.67 k Hz,100Hz频段低频部分频率噪声降低三个数量级,10Hz以上的高频部分由开始的10Hz/Hz量级降至10Hz/Hz量级。施加振动控制,激光器模块的频率噪声在100Hz以下的低频部分由10 Hz/Hz降至10 Hz/Hz,下降两个数量级,隔振隔声效果良好。在振动控制的基础上对模块施加被动温度控制,此时输出的激光频率可有效避免模式跳变的影响。在采用PID控制电路进行主动温控后,温度改变滞后于外界温度变化,且频率漂移随温度缓慢平缓变化。同时激光器输出中心频率的漂移量在MHz/h量级,延时自外差线宽为7.119 k Hz。从长期稳定性来看,五小时的漂移量在100 MHz以内,长时频率稳定性为3.48×10@5 h,短期稳定度为10@50 ms,达到工业应用水平。

关键词：窄线宽激光器稳频技术单纵模外腔激光器

基于延时自外差技术的窄线宽激光器相位噪声及线宽测量

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于延时自外差技术的窄线宽激光器相位噪声及线宽测量

作者：李祎陕西师范大学

学位级别：硕士

激光器在人类生活中的各个领域应用广泛,现如今人类社会的发展与进步与激光器的发展紧密相关。目前,激光器的应用对其线宽、相位噪声和频率噪声的要求越来越高,因此对激光器的这些评价指标的测量技术研究是光电子领域的一个十分重要的... 详细信息

激光器在人类生活中的各个领域应用广泛,现如今人类社会的发展与进步与激光器的发展紧密相关。目前,激光器的应用对其线宽、相位噪声和频率噪声的要求越来越高,因此对激光器的这些评价指标的测量技术研究是光电子领域的一个十分重要的研究方向。本文在经过对目前常用的激光线宽测量技术的研究,提出了一种基于β算法的结合延时自外差技术的窄线宽激光器线宽测量方法,同时对窄线宽激光器的线宽和相频噪声特性进行了实验研究与分析。论文的主要工作如下:1.在对目前常见激光线宽测量方式优缺点进行了分析和总结,提出了一种基于延时自外差技术结合算法的噪声和线宽测量方法,能够在不引入长延时光纤的条件下实现噪声和线宽的测量。2.基于激光噪声的理论模型,设计了延时自外差技术结合算法的激光噪声和线宽测量的数据处理算法,完成对包含1/f噪声信息的拍频信号的数据处理及仿真工作,得到了窄线宽激光器的相位噪声、频率噪声的特性及其线宽;3.在实验上,搭建了一套延时自外差技术窄线宽激光器线宽和噪声测量系统,使用该系统对窄线宽激光器进行了测量,能够在获得激光器线宽的同时得到相位噪声以及频率噪声的完整分布特性,最后对实验数据以及仿真数据的处理进行对照分析,结果证明了本文所采用的激光线宽测量系统的能够实现噪声和线宽的测量。经过理论分析与实验验证,结果证明通过β算法对延时自外差系统所采集的数据进行处理,可以计算出窄线宽激光器线宽,并且还能够得到激光的相频噪声特性。该测量方法的提出对于窄线宽激光器的研究具有一定的意义,并且在工程应用方面也具有一定的参考价值。

关键词：窄线宽激光器线宽相位噪声频率噪声 β算法

基于回音壁腔和自注入锁定的单频窄线宽激光器研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于回音壁腔和自注入锁定的单频窄线宽激光器研究

作者：程玉方电子科技大学

学位级别：硕士

随着激光技术的发展,半导体激光器已经在不同的领域中得到广泛应用,如原子钟、高分辨率光谱仪、量子信息科学、高分辨率光学传感、光探测和测距等,但是,半导体激光器的固有线宽受到激光器谐振腔尺寸和品质因子的限制,通常在兆赫兹范围内... 详细信息

随着激光技术的发展,半导体激光器已经在不同的领域中得到广泛应用,如原子钟、高分辨率光谱仪、量子信息科学、高分辨率光学传感、光探测和测距等,但是,半导体激光器的固有线宽受到激光器谐振腔尺寸和品质因子的限制,通常在兆赫兹范围内,已经不能支撑相关应用性能的优化。因此,如何有效压缩半导体激光器的线宽一直是激光器领域不断研究的方向之一。其中,基于自注入锁定的外腔半导体激光器,具有结构简单、光谱线宽窄和调谐范围广的优点,并且自注入锁定不需要任何电子器件,便于封装,可以提高热稳定性,降低噪声对频率的影响,已经得到了越来越多科研人员的关注和研究。回音壁微腔具有Q值高,体积小,易于集成等特点,并且在微腔材料的透射窗口内,适用于任何紫外光,可见光,红外光等不同波长的激光器,是作为窄线宽激光器外腔谐振器理想的光学元件。随着微加工技术的不断提高,更多种类和更高品质因子的回音壁微腔的研究也不断得到突破,使得微腔的应用技术得到进一步提升。微棒腔作为回音壁微腔的一种,有品质因子高,易于加工等特点,已经在不同的光学领域得到应用。本文以微棒腔为基础,围绕窄线宽激光器的实现做了以下相关工作:第一,分别从几何光学和电磁场理论的角度分析了回音壁模式的形成以及回音壁微腔中电磁场的分布,通过COMSOL软件仿真了微棒腔的电磁场分布。第二,搭建了锥形光纤和微棒腔的耦合平台,并通过测量微棒腔的时域透射谱,推算出微棒腔的Q值,约1.23×10。对微棒腔和棱镜耦合进行了建模,分析了光场在棱镜、空气和微棒腔三种介质中的变化,以及入射角和耦合距离对耦合效率的影响,为窄线宽激光器的优化调节作指导。第三,设计并搭建了基于回音壁模式微棒腔和自注入锁定的单频窄线宽激光器系统,以及搭建了延时自外差线宽测量系统。通过优化调节棱镜耦合状态,使得微棒腔和棱镜高效耦合激发出回音壁模式,通过微棒腔内共振瑞利散射产生光反馈,实现了对DFB激光二极管20倍的线宽压缩,将DFB激光二极管线宽从2.5MHz,压缩到127 k Hz。

关键词：回音壁微腔棱镜耦合自注入锁定窄线宽激光器

大气信道下窄线宽激光器对相干通信系统性能影响研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

红外与激光工程 2023年第1期52卷 208-217页

作者：傅万旺郭优张越行陈纪笋姜义君李密南京大学现代工程与应用科学学院智能光感知与调控技术教育部重点实验江苏南京210023 上海无线电设备研究所上海200082

在空间下行相干激光通信系统中,激光器的线宽大小会影响通信系统的性能,而窄线宽激光器能有效降低激光器线宽引起的激光器相位噪声,目前已经成为相干激光通信系统的首选。光信号在大气信道传输时,大气湍流会引起光信号强度和相位的波动... 详细信息

在空间下行相干激光通信系统中,激光器的线宽大小会影响通信系统的性能,而窄线宽激光器能有效降低激光器线宽引起的激光器相位噪声,目前已经成为相干激光通信系统的首选。光信号在大气信道传输时,大气湍流会引起光信号强度和相位的波动,从而进一步影响系统的通信性能。针对上述问题,基于四相移键控(Quadri Phase Shift Keying, QPSK)通信系统的工作原理,进一步考虑窄线宽激光器线宽和大气湍流引起的光信号强度和相位的波动,给出了空间下行QPSK通信系统误码率模型。并基于该模型,数值仿真分析了窄线宽激光器对空间下行相干激光通信系统性能的影响。结果表明:大气湍流不仅严重影响系统性能,也会弱化激光器线宽对系统性能的影响。而对于大气湍流影响而言,其引起的相位波动要大于光强波动的影响。此外,随着通信速率增大,激光器线宽对于系统性能影响也会随之降低。文中对于空间下行相干激光通信系统的优化设计和调试具有一定的实际参考意义。

关键词：空间相干激光通信误码率大气湍流窄线宽激光器相位波动

342W全光纤结构窄线宽连续掺铥光纤激光器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2016年第19期65卷 128-132页

作者：刘江刘晨师红星王璞北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心北京100124

报道了一个全光纤主振荡功率放大结构的窄线宽连续掺铥光纤激光器,该激光器由窄线宽连续掺铥光纤激光种子源和两级包层抽运掺铥光纤放大器组成.自制的窄线宽掺铥光纤激光种子源经过两级高功率包层抽运掺铥光纤放大器之后,最高平均输出... 详细信息

报道了一个全光纤主振荡功率放大结构的窄线宽连续掺铥光纤激光器,该激光器由窄线宽连续掺铥光纤激光种子源和两级包层抽运掺铥光纤放大器组成.自制的窄线宽掺铥光纤激光种子源经过两级高功率包层抽运掺铥光纤放大器之后,最高平均输出功率为342 W,掺铥光纤功率放大器的斜率效率为56%,输出激光的中心波长为2000.3 nm,3 d B光谱带宽仅为90 pm.在放大过程中,功率放大器的反向监测端没有观察到受激布里渊散射效应,输出功率仅受限于当前可用的793 nm半导体抽运源的功率.据我们所知,该结果为目前国际上2μm波段全光纤结构窄线宽激光器所产生的最高输出功率.

关键词：光纤激光器光纤放大器窄线宽激光器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

频谱仪快速测定窄线宽激光器线宽

红外与激光工程 2015年第3期44卷 897-900页

作者：安盼龙赵瑞娟郑永秋薛晨阳张成飞李小枫闫树斌刘俊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学理学院山西太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051

针对传统光谱仪和F-P干涉仪分辨率不能满足窄线宽激光器线宽的测量要求,基于延时自外差法搭建测试平台。设置频谱分析仪分辨率参数抑制噪声实验,通过使用20 km延时光纤、80 MHz声光移频器和50：50光纤耦合器,通过光电探测器实现光电转... 详细信息

针对传统光谱仪和F-P干涉仪分辨率不能满足窄线宽激光器线宽的测量要求,基于延时自外差法搭建测试平台。设置频谱分析仪分辨率参数抑制噪声实验,通过使用20 km延时光纤、80 MHz声光移频器和50：50光纤耦合器,通过光电探测器实现光电转换并利用频谱分析仪分析测试信号。对频谱分析仪分辨带宽RBW和视觉带宽VBW以及扫频范围（Scan Range）进行优化设置,在不降低测试灵敏度的情况下,将重叠信号分辨开,使其不会过多滤掉高频成分而失真并对线宽功率谱峰值进行洛伦兹曲线拟合。最后得到了1 550 nm波长可调谐光纤激光器（1 520~1 570 nm）的线宽值约为161 k Hz,为频谱仪的参数优化设置及窄线宽激光器线宽标定提供了相关参考。

关键词：频谱仪线宽测量窄线宽激光器延时自外差法分辨带宽

F-P腔锁频压窄窄线宽激光器输出波长精度测试

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

红外与激光工程 2014年第10期43卷 3257-3261页

作者：安盼龙郑永秋李小枫张建辉段美玲薛晨阳闫树斌中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 中北大学理学院山西太原030051

基于谐振式光纤陀螺系统要求窄线宽、高稳定性激光输出以满足谐振信号频差检测要求,设计了两种不同光路锁频系统并搭建了测试平台,利用波长计实时监控窄线宽激光器锁频前后两种状态下波长的变化情况。对方案二设置两种不同的仪器锁频参... 详细信息

基于谐振式光纤陀螺系统要求窄线宽、高稳定性激光输出以满足谐振信号频差检测要求,设计了两种不同光路锁频系统并搭建了测试平台,利用波长计实时监控窄线宽激光器锁频前后两种状态下波长的变化情况。对方案二设置两种不同的仪器锁频参数,分别对激光器输出波长的锁频精度进行监控分析,得到不同设置参数可导致锁频精度降低1倍。两种方案测试结果均为锁频后的激光波长变化幅度仅为锁频前的0.2倍,且曲线频率变化光滑平缓,很大程度地压窄了窄线宽激光器输出波长变化幅度,波长变化稳定性得到了很大改善,提高了锁定信息反馈的实时性。进一步实施窄线宽激光谱线的压窄以及PI电路对窄线宽激光频率的有效快速跟踪锁定提供技术支撑。

关键词： F-P腔窄线宽激光器波长锁频精度测试