
书书书
第
28
卷
光
学
学
报
光学前沿———激光技术
2008
年
7
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
专
刊
文章编号
:
02532239
(
2008
)
Su
pp
lement004106
腔内相位调制全光纤脉冲激光器
Ⅱ
:理论
王小林
许晓军
周
朴
陈子伦
李
霄
刘泽金
(国防科技大学光电科学与工程学院,湖南 长沙
410073
)
摘要
针对低频腔内直接相位调制时全光纤激光器的脉冲现象,提出了合理的理 论解 释。 基于光 纤激 光器自 脉冲
和固体激光器空间耦合的理论,对脉冲光产生的机理 进 行了 分析,解释 脉 冲光 产生 的 物理 机制。 假定 光纤 激 光器
中存在两个正交的偏振态
,且两个偏振态以固体激光器空间耦合的模型耦合;在相 位调 制作用 下,两 个耦合 的偏 振
态之间相位差变化,导致两个偏振态的耦合特性发生变化,从而产生脉冲光输出。 建立相 应的 数学模 型,进 行定性
的理论分析
。数值模拟表明,理论分析与实验结果符合得很好。
关键词
激光器;腔内相位调制;自脉冲;偏振态耦合
中图分类号
TN248.1
+
3
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
犃犗犛200828狊1.0041
犃犾犾犉犻犫犲狉犘狌犾狊犲犔犪狊犲狉犅犪狊犲犱狅狀犐狀狋狉犪犆犪狏犻狋
狔
犘犺犪狊犲犕狅犱狌犾犪狋犻狅狀
Ⅱ
:
犜犺犲狅狉
狔
犠犪狀
犵
犡犻犪狅犾犻狀
犡狌犡犻犪狅
犼
狌狀
犣犺狅狌犘狌
犆犺犲狀犣犻犾狌狀
犔犻犡犻犪狅
犔犻狌犣犲
犼
犻狀
(
犆狅犾犾犲
犵
犲狅
犳
犗
狆
狋狅犲犾犲犮狋狉犻犮犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀
犵
犻狀犲犲狉犻狀
犵
,
犖犪狋犻狅狀犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋
狔
狅
犳
犇犲
犳
犲狀狊犲犜犲犮犺狀狅犾狅
犵狔
,
犆犺犪狀
犵
狊犺犪
,
犎狌狀犪狀
410073
,
犆犺犻狀犪
)
犃犫狊狋狉犪犮狋
犃狉犲犪狊狅狀犪犫犾犲狋犺犲狅狉
狔
犻狊
狆
狉狅
狆
狅狊犲犱狋狅犲狓
狆
犾犪犻狀狋犺犲犿犲犮犺犪狀犻狊犿狅犳狋犺犲
狆
狌犾狊犲
狆
犺犲狀狅犿犲狀犪犻狀狋犺犲犻狀狋狉犪犮犪狏犻狋
狔狆
犺犪狊犲
犿狅犱狌犾犪狋犲犱犪犾犾犳犻犫犲狉犾犪狊犲狉.犅犪狊犲犱狅狀狋犺犲狊犲犾犳
狆
狌犾狊犻狀
犵
狋犺犲狅狉
狔
犻狀犳犻犫犲狉犾犪狊犲狉犪狀犱狋犺犲狊
狆
犪狋犻犪犾犮狅狌
狆
犾犻狀
犵
犿狅犱犲犾犻狀狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲
犾犪狊犲狉
,
狋犺犲
狆
犺
狔
狊犻犮犪犾犿犲犮犺犪狀犻狊犿狅犳
狆
狌犾狊犲犱犾犪狊犲狉
犵
犲狀犲狉犪狋犻狅狀犻狊犻狀狏犲狊狋犻
犵
犪狋犲犱犪狀犱犲狓
狆
犾犪犻狀犲犱.犐狋犻狊犺
狔狆
狅狋犺犲狊犻狕犲犱狋犺犪狋狋犺犲狉犲
犪狉犲狋狑狅
狆
犲狉
狆
犲狀犱犻犮狌犾犪狉
狆
狅犾犪狉犻狕犪狋犻狅狀犿狅犱犲犾狊犻狀狋犺犲犳犻犫犲狉犾犪狊犲狉
,
狑犺犻犮犺犪狉犲犮狅狌
狆
犾犲犱狑犻狋犺狋犺犲狊
狆
犪狋犻犪犾犮狅狌
狆
犾犻狀
犵
犿狅犱犲犾犪狊狋犺犲
狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲犾犪狊犲狉狋犺犲狅狉
狔
犱犲狊犮狉犻犫犲犱.犃狊狋犺犲
狆
犺犪狊犲犿狅犱狌犾犪狋犻狅狀犻狀犱狌犮犲狊狋犻犿犲犾
狔
犮犺犪狀
犵
犲狅犳
狆
犺犪狊犲犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲狋狑狅
犮狅狌
狆
犾犲犱
狆
犲狉
狆
犲狀犱犻犮狌犾犪狉
狆
狅犾犪狉犻狕犪狋犻狅狀 犿狅犱犲犾狊
,
狋犺犲犮狅狌
狆
犾犻狀
犵
狅犳狋犺犲狋狑狅 犿狅犱犲狊犪犾狊狅犮犺犪狀
犵
犲狊犪狀犱狋犺犲
狆
狌犾狊犲犱犾犪狊犲狉犻狊
犵
犲狀犲狉犪狋犲犱.犅犪狊犲犱狅狀狋犺犲狊犲狋狑狅犺
狔狆
狅狋犺犲狊犲狊
,
犪犿犪狋犺犲犿犪狋犻犮犿狅犱犲犾狑犪狊犲狊狋犪犫犾犻狊犺犲犱犪狀犱
狇
狌犪犾犻狋犪狋犻狏犲犻狀狏犲狊狋犻
犵
犪狋犻狅狀犺犪狊犫犲犲狀
犱狅狀犲.犛犻犿狌犾犪狋犻狏犲犪狀犪犾
狔
狊犻狊犪狊犺狅狑狋犺犪狋狋犺犲狋犺犲狅狉
狔
犪
犵
狉犲犲狊狑犲犾犾狑犻狋犺狋犺犲犲狓
狆
犲狉犻犿犲狀狋狊.
犓犲
狔
狑狅狉犱狊
犾犪狊犲狉
;
犻狀狋狉犪犮犪狏犻狋
狔狆
犺犪狊犲犿狅犱狌犾犪狋犻狅狀
;
狊犲犾犳
狆
狌犾狊犻狀
犵
;
狆
狅犾犪狉犻狕犪狋犻狅狀犮狅狌
狆
犾犻狀
犵
作者简介:王小林(
1985-
),男,博士研究生,主要从事光纤激光器方面研究。
Email
:
chinawxllin
@
163.com
导师简介:许晓军(
1973-
),男,副教授,主要从事高能固体激光器、大气光学与自适应光学等方面的研究。
Email
:
xux
j
@
21cn.com
(通信联系人)
.
1
引
言
光纤脉冲激光器具有独特的优点和广泛的应用
前景
,使得 其 研 究 十 分 活 跃
[
1
~
3
]
。课题组报 道 了 腔
内低频相位调制时 全光纤激 光 器的脉冲 现 象,并根
据此现象,提出了基于直 接 相位调制 的 脉冲光产 生
新方法:在光纤激光腔中置入相位调制器,并利用几
十千赫兹到几百千 赫兹周期 信 号进行相 位 调制
,能
够得到重复频率为几十千赫兹到几百千赫兹左右的
均匀、稳定的脉冲光输出。
由于相位调制本身对于激光器系统的能量没有
任何吸收和贡献
[
4
]
,这种直接相位调制的脉冲光现象
难以用调
犙
、锁模等现有的脉冲激光器理论进行合理
的解释。结合光纤激光器自脉冲和多台固体激光器
空间耦合的理论,本文提出了新的理论解释。并利用
固体激光器空间耦合模型
[
5
]
进行了数值模拟。
2
基本理论分析
实验发现的这种腔内直接相位调制的脉冲光现
象难以 用调
犙
、锁 模、抽 运电流调制、倒腔 等理论 进
行有效地解释。首先,调
犙
技术是对腔 内损耗进行
周期性调制,以得到同频率脉冲光输出,由于腔内没
有损耗机制
,而相位调制 本 身对于激 光 器系统的 能
量没 有任何吸收 和贡献
[
4
]
,且 实验中稳定 脉冲光的
重复频率在大多数 情 况下与调 制 频率无明 显 关系,