单模光纤中受激布里渊散射的Stokes光频移的温度传感特性研究

首先从单模光纤中声学声子、泵浦光子和stokes光子的频率之间的波矢关系出发,理论推导了单模光纤中的stokes光频移与工作环境温度之间的传感模型。接着设计了一个基于受激布里渊散射(SBS)效应的多波长掺铒光纤激光器的结构装置,并实验测试了该多波长光纤激光器的Stokes光频移随外界温度的变化曲线。实验结果表明:Stokes光频率漂移量和温度之间存在很好的线性关系,且随着温度的升高,高阶Stokes光频移对温度的频移系数高于低阶Stokes光。

基于Vernier效应的光纤温度传感特性研究

近年来研究者借鉴游标卡尺和气压计中的游标(Vernier)结构,在多波长光纤激光传感器中使用双干涉仪级联的方式产生Vernier效应,用来提升传感器的灵敏度。本文通过仿真与实验测试,对光纤Sagnac干涉仪(FSI)和光纤法布里-佩罗干涉仪(FFPI)级联产生的Vernier效应进行了研究,设计了两种不同结构的温度传感器,研究了级联结构对传感器温度灵敏度的影响并进行了实验测试。结果表明,温度灵敏度从-1.7 nm/℃(FSI温度传感灵敏度)和0.008 nm/℃(FPI温度传感灵敏度)分别提高到10.28 nm/℃和10.64 nm/℃,基于Vernier效应,温度传感器的灵敏度提升超过6倍,实验结果与理论分析基本一致(10.82 nm/℃)。

1×5倍Brillouin频移的可调MWBEFL的实验研究

可调谐性作为多波长光纤激光器的重要指标之一,可以用来评判激光器性能。为了增强多波长光纤激光器的可调谐性,以适应密集波分复用系统与微波光子学的需求,基于布里渊效应,通过三个布里渊频移腔(BFS,包括有两个双倍频腔与一个单倍频腔),以及三个掺铒光纤放大器(EDFA)联合,设计了一种1×5倍Brillouin频移的可调多波长布里渊掺铒光纤激光器(MWBEF L)。EDFA作为受激布里渊散射(SBS)的开关控制不同倍频间隔的多波长产生,通过适当地调节不同EDFA的输出功率在实验中得到了单、双、三、四、五倍Brillouin频移的多波长输出,波长间隔分别为0.086 nm、0.172 nm、0.258 nm、0.344 nm、 0.430 nm,对应斯托克斯光(BS)阶数分别为18、7、5、2、1,并且输出激光在30 min的测量时间内表现出很好的功率稳定性,最大的功率波动分别为0.867 dB,0. 594 dB,0.438 dB,0.814 dB, 0.389 dB。

基于NPR效应的可调谐多波长被动锁模光纤激光器

提出了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应的被动锁模光纤激光器,以980 nm半导体光源作为泵浦源,5 m长的掺铒光纤(EDF)作为增益介质,利用两个偏振控制器(PC1和PC2)和一个偏振相关隔离器(PDI)产生NPR效应,作为等效可饱和吸收体,实现对脉冲的窄化,产生稳定的锁模脉冲输出,脉冲宽度为36.02 ns,并通过改变腔中单模光纤的长度探究激光器的输出与腔长的关系,当腔长较长时,实现锁模需要的阈值功率降低,锁模脉冲稳定性较好。通过结合一个3 dB耦合器、1 m保偏光纤(PMF)和一个偏振控制器(PC3)构成的Sagnac环结构,作为梳状滤波器,实现了C波段从单波长到五波长的多波长可调谐激光输出,并对输出光谱的稳定性进行了测试,光谱稳定性在室温条件下表现良好。实验结果说明该激光器在电域可以产生稳定的锁模脉冲,在光域可以产生C波段从单波长至五波长的可调谐的激光输出,具有广阔的应用前景和较高的研究价值,例如生物医疗领域和波分复用领域。

基于NPR效应及NOLM的多波长SOA光纤激光器

为了获得具有超窄波长间隔的稳定多波长输出,设计并实验验证了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应及NOLM的多波长SOA光纤激光器。利用SOA的NPR效应,将SOA与其他偏振器件组合引起强度相关损耗(IDL)效应,从而抑制SOA均匀加宽线宽内的模式竞争,实现稳定的多波长输出。Lyot-sagnac滤波器作为波长选择器件,选用71 m长保偏光纤(PMF)得到超窄波长间隔。另外NOLM作为功率均衡器进一步抑制了模式竞争效应并且实现了功率均衡,提高了边模抑制比(SMSR)。通过调节偏振控制器(PCs),最终在室温下实现了稳定且功率均衡的多波长输出,10 dB带宽内输出的波长数量为184,波长间隔为0.08 nm,SMSR高达22 dB。该激光器可作为DWDM光通信系统中的光源。