光纤受缴布里渊效应在多波长激光器及光传输特性中的研究-通信与信息系统专业论文.docxVIP

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独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中 不包含其他人巳经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得一主 哮规 :L.大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我…同工作的同志对本研究所做的任何贡献均日在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 学位份文作者签名 :J4lt代签字町期:to川年],.-}J矿罔 学位份文版仅使用技机书 本学位论文作者完全了解 叉哼理工大学有关保留、使用学位 论文的规定。特授权大律理且大学 可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印成扫描等复制手 段保存、汇编,以供查阅和借阅。同意学校向罔家有关部门或机构送 交论文的复本和电子文件。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位哈义作者签名:撤战 寻呼机 1 变什由东 签字同期: /I 年 L月 l 日 签字町期 :2-011 年川在町 摘要 受激布黑渊散射 (Stimulated Brillouin Scattering) 所需泵浦光功率远小于受 激拉曼散射 (SRS) ,是光纤中效率最高的非线性现象。 SBS 过程可以经典地描 述为泵浦波,斯托克斯波与声波三者之间的非线性作用。目前,光纤中 SBS 效 应在分布式光纤传感器、光纤陀螺、光纤相位共辄镜、光可控延迟、微波光子学 以及光纤激光器等领域都具有震要应用。 利用光纤中布里渊增益与掺饵光纤放大器 (EDFA) 产生的受撒布黑渊多波 长输出,不仅可以保持各输出波长问隔的…致性,此外具有线宽窄,输出功率谱 较平坦等诸多特点,因此可以作为光源在超密集波分复用领域中发挥巨大作用。 同时,光纤中基于受激码:熙渊散射获得光信号群时延的技术具有众多优点,首先 利用 SBS 效应可在任意波长得到比较大时延,因此可确保系统工作在通信波段 上,并且基于 SBS 获得慢光需要泵浦功率较低,易于与现有通信网络相融合, 构建成本低,是目前研究的热点。 本论文是在天津市自然科学基金 (08JCYBJCI4400) 项目的资助下完成的。 论文的主要内容包括: 1.针对光纤中基于 SBS 效应的可调谐多波长激光器以及慢光现象国内外研 究现状进行详细阐述。对光纤中受激布里渊散射作用产生原理进行理论分析,并 进…步对基于 SBS 效应产生的多被长输出及慢光现象的物理机理和实现方法进 行探讨。 2. 设计了一种使用 FBG 构成反射腔的线形调谐多波长布黑渊掺饵光纤激 光器。利用光纤布拉格光栅 (FBG) 进行选频滤波,有效抑制腔内自激模的影响, 增加激光器输出波长数。布堕渊泵浦倍号进入布里渊增益介质之前经过掺饵光纤 放大器的两次放大,降低了布理渊增益的阀值。该多波长激光器实现了 1530--- 1560 nm 之间 30nm 可调谐范围的输出。在有 1黑渊泵浦信号功率 2mW ,980nm 泵源抽运功率 6伽W 情况下, 1540--1554 nm 范回内,获得了波长间隔 0.088 nm 的 16 个波长的输出。 3. 设计了…种新颖的基于光纤布拉格光栅 (FBG) 的多级延迟 SBS 结构的 慢光系统。实验中采用了两个 FBG 和…段 15km 标准单模光纤,利用光栅不同 的反射特性,使馆号光和泵浦光可熏复通过问一段光纤相互作用,在仅使用…段 光纤的情况下达到双级时延的效果。并且 FBG 对倍号光同样具布一定延迟作用。 实验结果表明,在展宽 SBS 增益谱的情况下,通过选取参数合适的 FBG ,脉冲 宽度 1.25ns 的高斯型信号光通过此慢光系统可以获得 1.720s 的延迟时间,最大 相对时延为1.01。对比传统采用两段光纤的双级时延结构,该多级延迟系统在将 慢光延迟光纤长度缩短一半的基础上,延迟性能增加了 36.4%。 关键询:受激布联渊散射,光纤光学,多波长而 i_!J!.渊掺饵光纤激光器,调谐 范阁,慢光,工级时延,布拉格光栅,延迟效率 Abstract Stimulated BrillOuin scattering (SBS) is the majOr nOnlinear Optical phenOmena in OpticaI fibers because the threshOld powers are much lOwer than thOse needed fOr stimulated Raman scatt创ng (SRS). SBS is a nOnlinear interactiOn between the pump and StOkes fields thrOugh an acoustic wave. NOwadays SBS

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