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基于光纤光栅的窄线宽掺铥光纤激光器研究的开题

报告

一、研究背景和意义

随着信息技术的飞速发展，光纤通信系统已成为信息传输领域的核

心技术之一，其在高速、大容量、长距离传输方面拥有优越的性能。光

纤激光器作为光纤通信系统的重要组成部分，具有小型化、高功率、高

效率和高稳定性等特点，在通信、激光雷达等领域得到广泛应用。铥离

子在3μm波段的发射峰值处具有较宽的增益带宽，因此掺铥光纤激光器

成为了目前3μm波段的研究热点。

然而，随着3μm波段掺铥光纤激光器的研究深入，其功率输出存在

较大的线宽扩展现象，限制了其在实际应用中的使用。因此，探究如何

实现窄线宽的掺铥光纤激光器一直是研究人员努力的方向。

光纤光栅作为一种光纤器件，可以实现波长选择性反射或透过，在

光通信、传感等方面得到广泛应用。通过将光纤光栅引入掺铥光纤激光

器中，可以实现窄线宽特性，是目前研究的主要方向之一。

二、研究内容和方法

本文主要研究基于光纤光栅的窄线宽掺铥光纤激光器，并围绕以下

几个方面展开研究：

1.光纤光栅的设计制备

根据掺铥光纤的特性，设计适合的光纤光栅参数，采用光纤光栅制

备技术制备光栅，测试其反射光谱和透射光谱。

2.窄线宽掺铥光纤激光器的理论研究

通过对掺铥光纤激光器的工作原理和光纤光栅波长选择特性的分析，

建立窄线宽掺铥光纤激光器的理论模型。

3.窄线宽掺铥光纤激光器的实验研究

在制备好的光纤光栅的基础上，搭建掺铥光纤激光器实验平台，通

过调节掺铥光纤激光器的工作状态和光纤光栅的参数，实现窄线宽的掺

铥光纤激光器输出。

三、预期成果和意义

预计通过光纤光栅技术的引入，可以实现窄线宽的掺铥光纤激光器

输出，提高掺铥光纤激光器的实际应用价值。此外，本研究成果还具有

以下意义：

1.为掺铥光纤激光器的研究和应用提供新思路和新方法。

2.推动了光纤光栅在光通信和激光器领域的应用。

3.拓展了3μm波段掺铥光纤激光器的研究领域，丰富了相关领域的

研究内容。

四、研究进度安排

本研究计划周期为两年，安排如下：

第一年：

1.完成光纤光栅的设计和制备。

2.建立窄线宽掺铥光纤激光器理论模型，并进行仿真分析。

3.搭建窄线宽掺铥光纤激光器实验平台。

第二年：

1.进行窄线宽掺铥光纤激光器的实验研究，并测试输出光的性能。

2.分析实验结果，优化掺铥光纤激光器和光纤光栅的参数，提高输

出光的性能。

3.撰写论文，并参加学术会议交流研究成果。

五、参考文献

[1]陈飞，王江涛，罗恒.光纤激光器在光通信中的应用[C]//中国光

学学会，2019.

[2]陈辞，张淑峰，陈汝琼.铥掺光纤激光器发展概况及面临的问题

[J].电子技术与软件工程，2016(13):140.

[3]温任庭,史彦范,于扬.掺铥光纤激光器的研究进展[J].激光与光

电子学进展,2015,52(6):061420.