书书书
文章编号:
02587025
(
2008
)
07098205
环形腔光纤激光器边带偏振不稳定性
陆
丹
葛廷武
徐
坤
伍
剑
林金桐
(北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室,北京
100086
)
摘要
为研究双折射光纤的高功率环形 腔光 纤 激 光系 统 输 出 稳定 性,提 出 了一 种 可 能 存在 的 矢 量 调制 不 稳 定 现
象———边带偏振不稳定性(
SPI
)。结合偏振不稳定性 与边 带 不稳 定性 的 研究 方法,建 立了 偏振 光 在线 性双 折 射掺
杂光纤的环形腔中传输时满足的非线性薛定谔方程,并求得了高双折射光纤中信号光 偏振 方向与 主轴 重合时 扰动
边带的解析解。研究结果表明,在正常色散情况下,沿主轴偏振的信号光在环形激 光器中 传输 时,各阶 扰动 边带所
获得的峰值增益随着信号光功率的变化而呈锯齿状分布
,并随功率的增加而趋于一稳定值。
关键词
激光器;环形腔;边带偏振不稳定性;非线性
中图分类号
TN248.1
文献标识码
A
doi
:
10.3788
/
CJL20083507.0982
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收稿日期:
20070825
;收到修改稿日期:
20071007
基金项目:国家自然科学基金(
60577033
)、新世纪人才项目(
NCET060093
,
NCET040116
)和 高等学 校学 科创新 引智 计
划(
B07005
)资助课题。
作者简介:陆
丹(
1978
—),男,河北人,博士研究生,主要从事光纤激光器及非线性光纤光学方面的研究。
Email
:
ludann
@
sina.com
导师简介:林金桐(
1946
—),男,江苏人,教授,博士生导师,主要从事光纤通信及光纤激光器方面的研究。
Email
:
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bu
p
t.edu.cn
1
引
言
双包层结构光纤
[
1
]
的出现使光纤激光器的单纤
连续 输出功率达 到千瓦量级
[
2
]
,而国产光纤 激光器
的输出功率也已接近这个水平
[
3
~
7
]
。但是随着输出
功率的提高,光纤内的 非 线性效应 更 加显著。 在诸
多非线性因素中
,阈值 较 低的受激 布 里渊散射 须 特
别注意。另一方面,由 于 高功率光 纤 激光系统 通 常
采用的法布里
珀罗(
FP
)腔结构使光纤内光场呈驻
波分布,增益介质容易出现空间烧孔,影响激光输出
的频率特性
。如果 采用单向 环 形腔结构,不但可以
有效避免背向受激 布里渊散 射,还 有 助于抑制 腔 内
的空间烧孔。在对光束质量要求较高的场合———如
相干合成等方面,环形腔光纤激光器有其独特优势。
但环形腔结构严格 满足周期 性 条件,高功率情 况 下
容易出现边带不稳 定性,加之高功 率 光纤激光 系 统
中广泛采用的双包层结构会在掺杂光纤中引入较强
的双折射。一种新的矢量调制不稳定现象———边带
偏振不稳定性将会 产生,这是一种 在 周期结构 辅 助
第
35
卷
第
7
期
2008
年
7
月
中
国
激
光
CHINESEJOURNALOFLASERS
Vol.35
,
No.7
Jul
y
,
2008