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非保偏光纤激光器输出偏振状态分析

2012-07-09 15:22
吃瓜天狼
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  用矩阵   

    

  表示消光比为r2的起偏器,则对于在激光器中加入起偏器的情形,激光腔的传输矩阵变为Tt′=PL(r)Tt。

  如果某个偏振态的光能够在环形腔中传播一周之后又恢复到原来的偏振态,激光器就可以在这个偏振态上起振。就是说,如果用矢量→e来表示一个偏振态,只有满足T→e=λ→e的偏振态才能够成为激光器的振荡模,其中T为该激光腔的传输矩阵。显然,→e是激光腔传输矩阵T的本征向量,所以把→e称为本征偏振态,而λ为传输矩阵T的本征值。传输矩阵T对应的两个本征向量将分别代表激光腔中的两个偏振态。值得注意的是λ2表示偏振态在激光腔中的透射率,因此,本征值较大的偏振态具有较大的透射率,将优先起振,较小的偏振态由于具有较低的透射率将被抑制。并且,可以用两个偏振态对应本征值的比来衡量激光腔对偏振态的选择能力。

  对于采用非保偏普通掺杂光纤的光纤激光器来说,其传输矩阵的α,β是不断变化的。根据式(5),计算了没有加入起偏器和加入消光比分别为10dB,20dB,30dB起偏器的条件下,激光腔中两个本征偏振态的透射率随α,β在0~2π范围内的变化情况,见图2。当激光腔中没有插入起偏器的时候(图2(a)),两偏振态的透射率都为100%,因此它们在腔中起振几率相等。但是由于在此处并未考虑激光腔的色散和增益等其他因素,实际中会出现不同时间内不同的偏振态占优势的情况,所以此时激光器的偏振态处于紊乱状态,但输出功率将基本保持稳定。这种激光器可以应用于一些对偏振不敏感的场合。

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