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环形腔光纤激光器中光谱边带不对称性特性研究

2013-03-21 14:50
论恒
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  环形腔光纤激光器工作原理如下:从PC1出来的光经过其作用变为椭圆偏振光,进入掺Er3+光纤得到增益放大,后进入PC2,在此过程中,由于克尔效应,使得椭圆偏振光的两个相互垂直的偏振分量经历相同长度的光纤所产生的非线性相移不同,进而使椭圆偏振光的偏振态发生了改变。当光经过PC2时,将调整光脉冲的偏振方向与后面的偏振相关隔离器PD2ISO的偏振方向一致,这样的结构使得光脉冲的峰值经历最小的损耗而通过,而光脉冲的两翼经历了较大的损耗而削减掉,从而使光脉冲发生窄化(类似于快饱和吸收体) ,最终达到锁模状态。

  当抽运功率约为40mW时,仔细调节偏振控制器,激光器实现了锁模脉冲输出,锁模光谱上附有边带的出现,如下图4所示光谱和图5所示的脉冲序列。

  图4 在正负级数和强度上相对比较对称的边带光谱

  图5 锁模脉冲序列

  由图5观察到的稳定的脉冲序列,说明图4的光谱已经达到锁模状态。从图4中观察到,正负级数边带光谱此时还是基本对称的,对各级数边带进行测量会发现,正负同等级数强度存在约1. 73dBm的差值,上述微弱的不对称性是由于调节偏振控制器PC的精度所引起的。保持腔内其它参数不变,继续增加抽运功率至120mW时,发现抽运功率除了使脉冲序列的强度有轻微的增加外(但该时脉冲序列长时间处于稳定状态)对光谱边带不对称性无明显影响。保持120mW抽运功率不变,调节偏振控制器,正负级数上的不对称性会越来越明显,最明显时正级数由2个变到5个,甚至7个,并且在此过程中,边带强度也相应的表现出了明显的不对称性,而脉冲序列一直处于稳定状态,证明该时仍然处于锁模状态,并最终获得了在L波段具有明显的光谱边带不对称性的锁模光谱,如图6(a)和(b)所示。

  图6 光谱边带图。(a)边带光谱在正负强度和级数上的不对称性;(b)边带光谱更明显的在左右级数上不对称性

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