全光纤环形滤波器：窄线宽与高性能特性探索

"窄线宽全光纤环形滤波器特性研究" 本文主要探讨了两种用于构建单纵模光纤激光器的窄线宽全光纤环形滤波器的设计及其特性。这两种滤波器的核心组成部分是超低反光纤光栅，配合一个或两个2×2光纤耦合器。首先，通过理论推导，作者得到了这两种滤波器的反射率表达式，为后续的分析和实验提供了理论基础。 在滤波器的特性分析中，单环滤波器被证明具有高反射率，这意味着它可以有效地反射特定波长的光，从而有助于激光器实现单纵模输出。此外，其超窄线宽特性使得滤波器可以显著减小激光器的线宽，这对于需要高精度光谱特性的应用至关重要。同时，由于大群时延，这种滤波器还展示了慢光效应，即光信号在光纤中的传播速度可以显著降低，增强了光与物质相互作用的可能性。 双环滤波器则在保留单环滤波器优势的基础上，由于游标效应，其共振幅度可调，这使得滤波器的性能更加灵活。双环结构提供了更大的有效自由光谱范围（FSR）和更高的边模抑制比（SMSR），这意味着滤波效果更佳，能更好地抑制非期望的边模，减少激光器的跳模现象，提高激光输出的稳定性。因此，双环滤波器作为激光器的反射腔镜时，能够进一步压缩激光线宽，使激光模式更加稳定。 光纤环形滤波器因其结构紧凑、成本较低，成为光纤激光器的理想选择。它们不仅能够优化激光器的性能，而且便于集成到各种光学系统中。尤其是在对激光线宽有严格要求的应用中，如光通信、精密测量、生物医学检测等领域，这种滤波器显得尤为重要。通过选用适当的滤波器设计，可以针对性地改善激光器的性能，满足不同应用场景的需求。 这项研究深入研究了窄线宽全光纤环形滤波器的物理机制和性能特性，为光纤激光器的设计和优化提供了重要的理论和技术支持。通过实验验证，这些滤波器展现出的优异性能预示着它们在实际应用中的广阔前景。