基于光纤光栅选频的近单频输出环形腔光纤激光器设计与仿真

近单频光纤激光在相干合成、光通信、激光测量及光谱分析等领域具有独特的优势。目前,采用环形腔光纤激光器实现近单频输出被科研工作者们广泛关注。环形腔光纤激光器中主要使用可调谐光纤光栅滤波器、可调谐带通滤波器、可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器以及可饱和吸收体等实现更好的近单频输出,输出激光的光谱受到滤波器带宽以及环形腔数量的影响。因此,基于光纤光栅选频,使用Optisystem软件进行仿真,通过改变环形腔数量和光纤光栅的3 dB带宽,得到了边模抑制比为88.20 dBm的近单频激光输出。

有源环形腔滤波器

利用掺铒光纤放大补偿环形腔中的损耗 ,制作了有源带通型环形腔 .初步实验表明 ,用它对窄带的光源进行滤波 。

线宽小于0.5kHz稳态的单频光纤环形腔激光器

报道了利用在未泵浦掺铒光纤中，驻波饱和吸收诱发的自写入光纤光栅的窄带滤波特性及反射波长自适应特性，研制了单频光纤激光器，其线宽可窄至 ０．５ ｋＨｚ以下，输出光功率大于 １ｄＢｍ，不跳模时间大于３小时．通过零拍法成功地观测了跳模时的谱特性．

基于石墨烯可饱和吸收体的掺铒光纤环形腔脉冲激光器

利用新型材料石墨烯作为可饱和吸收体,设计了用于光纤通信和材料加工的环形腔结构脉冲光纤激光器,实验研究了石墨烯可饱和吸收产生脉冲输出的原理以及输出脉冲激光的特性。通过激光诱导沉积法将石墨烯材料转移到光纤端面并将其置于环形激光腔结构中;采用974nm半导体激光器作为抽运源,掺铒光纤作为增益介质,调节偏振控制器的角度得到了稳定的锁模输出脉冲。获得的锁模脉冲中心波长为1 560.1nm,重复频率为7.89MHz,脉冲光谱3dB带宽为0.27nm,脉冲宽度为14.7ps。实验显示,由于石墨烯具有良好的可饱和吸收性能,损伤阈值比较高,有望取代单壁碳纳米管成为一种新型的激光锁模材料。

环形腔对燃气弹射初容室二次燃烧影响数值研究

为了研究环形腔对燃气弹射初容室内二次燃烧的影响,采用RNG k-ε湍流模型、有限速率/涡耗散燃烧模型和域动分层动网格技术,建立了考虑导弹尾罩运动的初容室二次燃烧流动模型。在与无环形腔弹射装置实验数据对比验证的基础上,数值研究了有/无环形腔和环形腔不同开口方向初容室流场、弹射内弹道和载荷变化规律,分析了环形腔降低二次燃烧冲击的机理。结果表明:从流场结构来看,增加环形腔结构改变了燃气流扩散方向,减小了燃气与空气的接触面积;含有环形腔流场增加的回流区域降低了尾罩底部二次燃烧产生的压强峰值。从内弹道角度来看,与无环形腔相比,环形腔开口向上时,导弹加速度变化平缓,出筒速度减小5.9%,出筒时间推迟4.5%.

环形腔气体溶解析出对油气悬架性能的影响

工程车辆单气室油气不分离式油气悬架内随油液流动进入环形腔的气体,在环形腔内溶解析出会对油气悬架性能产生一定的影响.为此,文中建立以环形腔内气体体积为判断导向的油气悬架非线性数学模型,采用联合模拟仿真的方法求解非线性方程组,分析环形腔内气体溶解析出对环形腔内压力变化的影响,并搭建等比例油气悬架试验台进行验证.仿真结果和试验结果对比表明:文中建立的数学模型能够准确地描述环形腔内气体溶解析出变化对油气悬架性能的影响;环形腔内气体溶解析出在油气悬架设计和使用过程中不可忽略;在此影响过程中气体溶解度和油气悬架外加激励的作用明显;环形腔内气体溶解析出变化对油气悬架簧上质量相对位移的影响有限,但对油气悬架内部结构的冲击、振动强度及寿命有较大的影响.

双波长窄线宽光纤光栅环形腔激光器

本文报道了光纤光栅用作反射镜的双波长窄线宽掺铒光纤双端输出的环形腔激光器，其输出功率分别为３６５ｄＢｍ和２４４ｄＢｍ，各端口波长间的抑制比分别达到３２ｄＢ和４０ｄＢ，二者线宽均为０１ｎｍ．

环形腔多油垫静压推力轴承热变形

高速重载工况下立式车床静压支承摩擦副的热变形对油膜形状有很大影响,会导致油流状态、基本假设和边界条件都发生很大变化,难以用经典润滑理论性能计算公式来精确预测油膜的润滑性能。针对此问题,基于流固耦合方法对静压推力轴承工作台和底座的热变形进行了模拟仿真,揭示其变形分布规律。研究了环形腔多油垫静压推力轴承热变形与转速的关系,获得了考虑热变形影响的油膜润滑性能预测模型,并进行了验证试验,仿真结果与试验数据基本一致。本文所得结论可为静压推力轴承散热结构的设计、润滑和解决变形问题提供理论依据。

采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔光纤激光器

提出了一种采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔激光器,该激光器采用环形腔结构,两个耦合比为30:70的耦合器和一段2 m长的未泵浦掺铒光纤构成F-P光纤环滤波器,F-P光纤环滤波器产生的梳状谱,可以增大激光模式之间的自由光谱范围(FSR),在一定程度上减小跳模现象的发生,有利于模式的稳定。研究表明,通过对掺铒光纤的优化和耦合器的选择可以提高F-P光纤环滤波器的精细度,而F-P光纤环中的未泵浦掺铒光纤起到饱和吸收体的作用,使输出激光的线宽得到有效压缩。将保偏光纤光栅和F-P光纤环滤波器共同应用于环形腔掺铒光纤激光器,在室温下得到了3 dB线宽均小于0.07 nm(实验室光谱仪最小分辨率)的窄线宽双波长输出。在2 h的观测时间内,最大峰值功率波动小于0.4 dB,具有良好的稳定性。

有源光纤环形腔滤波器优化

本文引入输入光线宽因子，利用多光束干涉理论，给出了有源光纤环形腔滤波器输出光谱密度等公式．利用这些公式可以对腔的结构和参数方便地进行理论分析和优化设计．当使该有源滤波器工作在锁定状态时，可得到窄线宽光输出．

环形腔多油垫静压推力轴承膜厚高速重载特性

为了研究高速重载对静压推力轴承油膜厚度的影响,采用理论分析和实验验证相结合的方法,依据润滑理论和摩擦学原理推导出环形腔多油垫静压推力轴承旋转工作台转速、载荷与间隙油膜厚度的关系,设计了油膜厚度测试装置,并进行了实验验证。研究结果表明:随着旋转工作台转速升高和承载增大,惯性流量、剪切和挤压热增大,润滑油粘度下降,致使油膜厚度变薄,局部出现油膜破裂和干摩擦,导致静压支承摩擦失效。

一种基于双光纤环形腔的M-Z型交错复用器

提出一种将两个光纤环形腔分别加入MZ干涉仪两个干涉射臂中构成的交错复用器,得出了满足DWDM所需滤波性能的两个光纤环形腔的最佳耦合比.理论设计表明,这种新结构与已有的单环形腔的MZ型交错复用器相比,同时具有更宽的0.5dB透过带和25dB截止带.分析了耦合比对滤波性能的影响.

光纤光栅环形腔激光器的输出特性研究

研究了光纤光栅环形腔激光器的输出耦合比与输出功率之间的关系，实验结果表明最佳输出耦合比约位于８０％ ～９０％ 理论分析了不同腔内损耗情况下的输出特性。

注入锁定光纤环形腔激光器实验研究

利用注入锁定技术，将中心频率稳定、窄线宽的ＤＦＢＬＤ作为主激光器，将光纤环形腔激光器作为从激光器．在实现注入锁定后，利用光纤环形腔谐振特性，有效压窄了注入光线宽．得到了中心频率稳定，较之ＤＦＢＬＤ线宽更窄的输出激光，目前线宽已被压窄到７０ｋＨｚ．

半导体环形腔激光器输出特性理论与实验

首先导出了光纤环形腔半导体激光器中光子数密度的解析表达式后，分别从理论和实验上研究了阈值电流、输出功率和光纤耦合比之间的依赖关系。结果表明，阈值电流与光纤耦合比的对数满足线性关系；同时，在特定的偏置电流下，存在一个最佳的光纤耦合比使输出功率为最大。这将对于环形腔半导体激光器的理论研究和优化器件结构有所裨益。

光纤光栅F-P标准具选模单频环形腔光纤激光器

讨论了光纤光栅法布里-珀罗(F-P)标准具选模光纤激光器的单频运转原理,并研制了全光纤结构单频掺Er3+光纤环形激光器。实验中采用两个976 nm激光二极管双向泵浦作为泵浦源,高掺杂浓度掺Er3+光纤作为增益介质,以行波腔消除空间烧孔效应,利用光纤光栅F-P标准具窄带选模特性,当泵浦光功率为36 mW时,得到了稳定的单频激光输出。实验中使用了长5和3 m的掺杂光纤,在泵浦光功率为145 mW时输出功率分别为19和42 mW,光-光转换效率分别为13%和29%,斜率效率分别达到了16%和33%。输出谱线3 dB带宽0.01 nm,无跳模现象。

基于时分复用的多点式环形腔光纤电流传感器

为实现输电线路上的多点电流监测,利用通信用普通单模光纤,设计基于时分复用的多点式光纤环形腔结构电流传感器.多路传感系统共用一套光源、检测设备和数字信号处理系统,在节约成本的同时,提高了利用率.实验中选用双路全光纤电流传感器结构,在两个不同的点同时测量电流,其中一测量点对0~600A范围内的电流进行测量,另一测量点对0~1 500A范围内的电流进行测量.对实验数据进行线性拟合,结果表明:循环次数取8比较合适,此时系统具有比取2时高约3~4倍的灵敏度;两个测量点光信号的偏振态与电流之间有良好的线性关系,两个传感单元的灵敏度不同,而且相互之间没有串扰是各自独立的传感系统.

基于角锥棱镜的非平面单频环形腔本征态分析

对基于角锥棱镜的非平面单频环行激光器的本征态问题进行了详细讨论,通过参考光线研究了该环形腔的光路闭合情况.腔内允许存在的四个本征椭圆偏振态,由于模式竞争,最终仅存一个本征模式振荡,从而实现单频运转.通过对腔内环路矩阵结构的分析,得出该环形腔中线偏振模式的产生需要系统的光路结构对称.对角锥棱镜的圆柱部分施加磁场,随着磁场的增大,对称光路结构中的本征态结构发生变化,并在适当磁场处出现线偏振模式.

布里渊光纤陀螺光纤环形腔研究

提出了一种用于布里渊光纤陀螺的光纤环形腔设计方法。在分析了布里渊光纤陀螺原理的基础上,利用琼斯矩阵光学的理论以及光纤中的受激布里渊散射理论,详细研究了布里渊光纤环形腔的特性。通过对腔内外光强的细致分析,得出布里渊光纤陀螺环形腔对于腔的耦合系数及输入光强的要求。实验结果表明,该方法用于设置布里渊光纤陀螺工作点,能够保证斯托克斯光的最大传输效率,并有效抑制光路中的散粒噪声。

周期极化KTiOPO_4晶体和频单块非平面环形腔激光产生连续单频589nm黄光

单次通过周期极化KTiOPO_4晶体和频单块非平面环形腔1064 nm与1319 nm激光产生连续单频589 nm黄光.通过琼斯矩阵模拟计算对单块非平面Nd:YAG晶体参数进行了优化设计,实验获得1080 m W和580 m W的连续单频1064 nm和1319 nm激光输出.两束激光单次通过周期极化KTiOPO_4晶体和频产生14.8 m W,M^2=1.14的589 nm黄光,相应的和频效率为0.9%.研究了周期极化KTiOPO_4温度对和频效率的影响,得到其温度接收带宽为1.5?C.通过改变1064 nm Nd:YAG晶体的温度可实现589 nm黄光波长精确对应钠原子D_(2a)吸收谱线,调谐精度达到0.164 pm.