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非保偏光纤激光器输出偏振状态分析

导读: 利用琼斯矩阵理论,建立了非保偏光纤光栅环形激光器偏振特性的简化分析模型。

        1引言

  利用琼斯矩阵理论,建立了非保偏光纤光栅环形激光器偏振特性的简化分析模型。通过实验验证,利用此模型的分析结果与实验结果是一致的。分析表明,采用非保偏光纤制成的激光器,能够得到较稳的功率输出,但偏振态紊乱;而简单地加入起偏器会使激光器的输出功率稳定性发生恶化,而且偏振特性也得不到改善。而要利用非保偏光纤实现单偏振输出,必须对激光器采取特殊的偏振控制措施。

  光纤激光器以其与光纤的良好兼容性、高功率等优点吸引了广大研究者的注意力,各种不同结构和特性的光纤激光器不断见诸报道。虽然在仪器测试、激光加工等领域对激光器的偏振特性没有要求,但仍有许多应用领域如光纤通信外调制、光纤陀螺、传感等都对激光器的偏振特性有严格要求,要求其有单偏振输出。采用保偏光纤制作激光器是实现单偏振输出最容易的方法,但由于保偏掺杂光纤价格昂贵,使其应用受到了严格限制。人们一直在探索用普通掺杂光纤实现单偏振输出,并提出了多种结构,但对于光纤激光器偏振特性的理论分析却非常少。本文利用琼斯矩阵理论,针对采用非保偏光纤和光纤光栅选频的光纤环形激光器建立分析其偏振特性的简化模型。

  2理论分析

  用光纤光栅作为选频元件是光纤激光器的一种典型结构,利用琼斯矩阵的理论来分析光纤光栅环形腔激光器的偏振特性,采用其他选频元件的激光器也可用类似的分析方法。

  由于光纤光栅激光器的全光纤结构,在考虑其偏振特性时,可以把它简化成如图1所示结构,其中所用的波分复用器(WDM),环形器和耦合器都是偏振无关的,而掺杂光纤是非保偏的。

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