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双FBG双波长掺铒光纤激光器设计与实验研究

刘芸  邢俊红  焦明星  
【摘要】:波长可调谐的双波长光纤激光器由于带宽较宽、线宽窄,与光纤元件天然兼容等特点,可作为DWDM光纤通信及光纤传感系统的理想光源。本文设计并实验研究了一种双波长环形腔掺铒光纤激光器,采用两根FBG和一个3dB耦合器构成Y型滤波器作为可调谐滤波器,通过对FBG施加轴向应力改变其布拉格中心波长,实现波长间隔可调的双波长激光输出。实验对激光输出特性和双波长调谐特性进行了研究,当负载在0~100N范围内变化时,实验获得双波长激光器的输出波长差在0.638nm~1.616nm范围内线性调谐,平均灵敏度为0.0096nm/N,加卸载过程波长重复性误差小于0.0054%。普通的掺铒光纤激光器由于谱线均匀展宽及交叉增益饱和效应引起的模式竞争,限制了室温下多波长激光的稳定振荡输出。实验利用增益均衡方法,在两个FBG构成的回路中各放置一个可变光衰减器,分别调节两路波长的增益与损耗,无需给系统引入频移元件及复杂的非线性效应、偏振烧孔等机制,便可在普通掺铒光纤激光器中室温输出稳定的激光。当两个模式对应的增益粒子数几乎相同时,两个模式会同时稳定振荡,输出功率相等的双波长激光;当一个模式对应的增益粒子数远大于另一个模式的粒子数时,就会在相应波长处形成稳定的单波长振荡,该激光器可在单波长和双波长两种运转状态之间切换。

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