光纤激光陀螺的实验研究

分析了光纤激光陀螺系统的工作原理和基本构成,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案,通过调整光学系统结构参数,实现了窄线宽单模激光输出. 在此基础上实现双向功率匹配,并最终获得稳定的角速率旋转电压信号. 结果表明,该实验装置具有可行性,通过转台实验测得光纤激光陀螺的灵敏度为0.02°/s.     

频率调制在谐振腔光纤陀螺中的应用

对被动式谐振腔光纤陀螺进行双光路频率调制是降低瑞利背向散射最简便、效果最好的方法,且可以提高系统精度,改善开、闭环控制效果.文中简述了对陀螺信号进行调制的两种基本方法,即对谐振腔体进行调制和对入射光频率进行调制,得出了后者性能上的优势.采用洛仑兹公式描述光纤陀螺的传递函数,结合输入信号特征,建立其频域的数学模型,并给出了计算结果和相关图形,以及一些关键参数的优化值.且对全光路的结构提出了具体的配置建议.     

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明：采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.     

基于环形腔的谐振光纤陀螺仪仿真及设计研究

基于塞格奈克效应,对谐振光纤陀螺仪的关键器件--谐振腔谐振特性做了深入研究.通过对影响谐振特性的多个参数进行模拟仿真,确定谐振光纤陀螺仪工艺、器件的最佳选择.同时,对谐振腔输出光强与输入光频率的关系进行了仿真.结果表明,输出光强与谐振频率偏差在靠近谐振点附近存在一个良好的线性工作区;在激光器线宽一定的情况下,谐振腔光纤存在一个最佳长度.通过改变光纤的长度或光纤环的尺寸,可以获得不同的动态范围,这种几何的灵活性是光纤陀螺很重要的优点之一.     

频率调制在谐振腔光纤陀螺中的应用

对被动式谐振腔光纤陀螺进行双光路频率调制是降低瑞利背向散射最简便、效果最好的方法,且可以提高系统精度,改善开、闭环控制效果。文中简述了对陀螺信号进行调制的两种基本方法,即对谐振腔体进行调制和对入射光频率进行调制,得出后者在性能上的优势。采用洛仑兹公式描述光纤陀螺的传递函数,结合输入信号特征,建立其频域的数学模型,并给出了计算结果和相关图形,以及一些关键参数的优化值,且对全光路的结构提出了具体的配置     

掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性分析

基于激光器稳态速率方程理论,分析了掺Yb3 双包层光纤激光器的输出特性,讨论了谐振腔结构、泵浦方式以及在近阈值和强泵浦情况下,输出反射镜的反射率对输出功率的影响。通过数值计算分析可知,对于F-P腔结构的双包层光纤激光器,采用后向泵浦比采用前向泵浦获得的输出功率大,增益分布也较后者平坦;在近阈值情况下进行泵浦,输出耦合镜有一个最佳反射率,使输出功率达到最大。一般反射率应取在0.4~0.7之间,但在强泵浦情况下,输出反射镜的反射率越低越好。同时还发现,由于光纤对激光存在着再吸收,因此在一定的泵浦功率下,增益介质长度存在一个最佳长度值,使输出功率达到最大。一般光纤应在70~90 m之间。     

掺铒光纤红外激光器的实验研究

掺饵光纤是一种有源光纤，插入光学谐振腔内可产生激光振荡。我们研制了Ｆ－Ｐ型谐振腔和环形谐振腔，对掺饵光纤激光进行了实验研究。实验中，使用氩离子激光泵浦，当入纤功率约为３０ｍＷ时，波长为１５３６ｎｍ的红外激光输出为１ｍＷ以上，激光阈值为８ｍＷ，斜率效率大于６％。     

高稳定单频Brillouin光纤激光器的研究

单频布里渊（Brillouin）光纤激光器结构紧凑,性能稳定,并且对Brillouin泵浦光具有线宽窄化和噪声抑制作用.在光纤传感、高精度频谱分析和微波光子学等领域有着重要应用前景.本文利用可调谐半导体激光器（TLS）作为Brillouin泵浦光制备了单频Brillouin光纤激光器.实验发现当Brillouin增益介质光纤的长度缩短到10.3m时,谐振腔的自由光谱范围变为20.1MHz与模光纤的Brillouin增益带宽相近,此时Brillouin激光表现为单纵模振荡.实验结果还表明该光纤激光器的功率转化斜率为43.6%,激光输出的强度涨落低于4%.单频Brillouin光纤激光器的信噪比与泵浦激光器的信噪比提高近10dB以上,并具有很好的噪声抑制作用,该激光器输出线宽小于5kHz.     

光纤陀螺中的相位差与谐振频率差的推导及理论分析

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的环形干涉仪,常见的光纤陀螺包括干涉型和谐振型。首先,对于这2种光纤陀螺,本文采用了以惯性空间为参考系的路程叠加法证明了Sagnac效应是一种与介质无关的纯空间延迟,有效折射率n对Sagnac时间差Δt和光程差Δδ均没有影响;其次,对于干涉型光纤陀螺,有效折射率n对Sagnac相移差Δφ也没有影响;再次,对于谐振型光纤陀螺,文中提出了2种方法,即基于激光物理学中的行波谐振腔理论和基于多光束干涉机理,求出谐振环形腔的谐振频率差Δνq的表达式,其与光纤环匝数N无关。最后,得出光纤陀螺中的相位差Δφ和谐振频率差Δνq之间所满足的关系,并分别从数学形式和物理意义上对这一关系作出分析。2种陀螺的光路结构虽不同,但可使用统一的模型表达及分析光学物理量之间的关系。     

谐振式光纤陀螺中全保偏环形谐振腔的研究

对谐振式光纤陀螺中全保偏环形谐振腔及其定向耦合器进行了理论和实验研究,推导了谐振条件的解析表达式,并分析了谐振腔基本参数对谐振特性的影响。通过压电陶瓷对光纤谐振腔进行调制,记录输出特性曲线,得到了保偏环形谐振腔的谐振特性。最后给出了实验结果及测试曲线。并提出了在谐振系统中应加以解决的问题,为下一步系统的工作奠定了理论及实验基础。     

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,可以获得线宽更窄的光谱.     

掺Nd^3＋光纤环形激光器及其对激光陀螺的可能应用

报道用Ar~ 激光泵浦抛磨型掺Nd~(3 )光纤定向耦合器构成的环形腔、环形激光器的激光阀值、双端输出功率、光谱、偏振等光学特性,并讨论其对激光陀螺应用的可能性。     

AlGaInAs multi-quantum wells ring laser with optical coupling waveguides

Based on InAIGaAs multi-quantum wells epitaxy structure for Fabry-Pero laser diode, a multi-quantum wells semiconductor ring laser is realized using ICP dry etching process and polyimide planarization process, The laser is generated in a semiconductor resonator ring and is output by two coupled integrated bus waveguides. The ring diameter is 700μm and the width of the waveguide is 3 μm. The output optical power-current （P-I） characteristic and the wavelength spectra of the ring laser are measured using a fiber coupled to the cleaved facet of the bus waveguide. The threshold current of the device is 120 mA and the wavelength is 1602 nm at an injected current of 160 mA. In addition, the operation mode for the laser in the resonator ring is roughly discussed based on the P- I characteristic plot.     

可调谐掺铒光纤环形腔单纵模激光器

利用驻波干涉和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,通过内置可调谐介质薄膜滤波器研制成了可调谐掺铒光纤环形腔单纵模激光器。其有效可调谐波长范围达33nm,在波长连续调谐范围之内均为单纵模输出,激光线宽稳定在2.35KHz以下。     

光纤环形振荡滤波器及其应用

采用标准单模光纤和光纤耦合器构造了单环形振荡滤波器和Mach-zehnder环形振荡滤波器,推导并分析了两种光纤环形振荡滤波器的滤波特性,单环形振荡滤波器腔内振荡模式线宽和精细度,Machzehnder环形振荡滤波器中模式分裂现象,以及腔内损耗对它们的影响.     

双折射光纤环形腔

应用琼斯矩阵详尽地分析了光纤各种不同性质的双折射对光纤环形腔特性的影响,江纤的双折射和扭转使普通单模光纤环形腔的带阻输出特性中的谐振峰分裂为两组,谐振频率发生偏移,偏移量正比于双折射参数ｇ,两组谐振峰物相对幅度取决于光纤的双折射参数和输入偏振态。调整输入偏振态为双折射光纤本征偏振态之一时,就仅出现一组谐振峰。光纤的双折射与扭转对环形腔的精细度没有影响。     

掺铒光纤激光器线宽压缩技术的研究

研究掺铒光纤激光器上实现的超窄线宽单模激光输出. 对复合环形腔压缩激光线宽的原理进行了理论分析,讨论了有源复合环形腔参数对激光理论极限线宽产生的影响,并对影响激光线宽的关键参数进行了实验验证,获得了稳定的单纵模激光输出,其线宽小于100Hz,输出最大功率可达2.779mW.