优化被动锁模光纤激光器光谱边带策略

本文主要探讨了被动锁模光纤激光器的光谱特性，特别是光谱边带的形成和控制机制。被动锁模光纤激光器是利用非线性偏振旋转锁模原理，结合非线性薛定谔方程和色散波干涉理论来实现高稳定性的光输出。作者通过建立的光谱分析模型，深入研究了腔体长度、增益光纤长度以及耦合输出比这三个关键参数对光谱边带的影响。 在理论模拟中，研究者发现腔体长度对光谱边带有显著影响，较短的腔体长度有助于减少光谱边带的产生。增益光纤长度的适当增加也有助于提高激光器的稳定性，因为它可以补偿腔内的非线性效应，从而降低光谱边带的强度。此外，耦合输出比的调整也是关键，选择较低的耦合输出比有利于减小信号在传输过程中的衰减，进而减少光谱边带的出现。 实验部分通过具体数值，如13米、16米和26米不同腔长，以及0.5米、1.5米和3米的掺铒光纤长度，以及不同输出比的设置，验证了理论预测。结果显示，在这些条件下，激光器处于基阶锁模状态时，能够有效抑制光谱边带，例如当使用3米增益光纤、13米腔长和10%的输出比时，得到的光谱边带抑制效果良好，其光谱宽度为20.4纳米，重复频率达到15.87兆赫兹，单个脉冲的能量约为0.52纳焦耳。然而，尽管光谱质量较高，但脉冲幅值和光谱谱宽仍存在约4%和2%的波动，这可能源于实验中的微小不稳定性或环境因素。 本文提供了一种有效的策略来优化被动锁模光纤激光器的光谱性能，这对于激光器的实际应用，如精密测量、光纤通信和光纤传感等领域具有重要意义。通过精确控制腔体设计和工作参数，可以在保证高稳定性和窄线宽的同时，减少光谱边带对激光器性能的负面影响。