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利用NALM结构的被动锁模掺铒光纤激光器的研究

况庆强;桑明煌;聂义友;张祖兴;付贵阳

【摘要】为了研究光纤中的非线性效应对锁模脉冲的影响,采用非线性放大环镜来

实现被动锁模,在分析非线性放大环镜传输特性理论的基础上,对被动锁模掺铒光纤

激光器进行了相关的实验研究.实验中观察到了重复频率为280.2MHz、中心波长

是1556.235nm、线宽是0.4nm的稳定的锁模脉冲现象.研究结果对更深入地了解

被动锁模产生现象、进一步开展后续研究具有极其重要的意义.

【期刊名称】《激光技术》

【年(卷),期】2008(032)006

【总页数】4页(P631-634)

【关键词】激光技术;被动锁模;非线性放大环镜;锁模脉冲

【作者】况庆强;桑明煌;聂义友;张祖兴;付贵阳

【作者单位】江西师范大学,物理与通信电子学院,南昌,330022;江西师范大学,物理

与通信电子学院,南昌,330022;江西师范大学,物理与通信电子学院,南昌,330022;江

西师范大学,物理与通信电子学院,南昌,330022;江西师范大学,物理与通信电子学院,

南昌,330022

【正文语种】中文

【中图分类】TN242

引言

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在光纤通信系统中，超短光脉冲光源性能的优劣直接影响着系统传输质量的好坏与

容量的大小。掺铒光纤激光器具有工作阈值低、输出脉宽窄、峰值功率高、脉冲质

量好、与传输光纤可高效耦合实现全光通信等优点，在众多有潜力的光源中倍受研

究人员的重视，迄今为止已经有了许多的研究方案。主动的谐波锁模技术是光纤激

光器里产生高重复频率短脉冲的一个非常有效的方法[1-4]，主动锁模光纤激光器

因具有输出脉冲啁啾小、可调谐范围大、重复频率高等优点，被认为是一种极其重

要的超短脉冲光源[5-6]。这种短脉冲产生机制对未来的超高速光通信有很重要的

意义。主动锁模光纤激光器输出谐波脉冲的重复频率等于调制器的调制频率，因而

在实际上会受到调制器的最大调制频率的影响，不能达到一个很大的脉冲重复频率。

而被动锁模是一种全光技术，能在腔内不用调制器之类的任何有源器件的情况下实

现超短脉冲输出。被动锁模光纤激光器是利用光纤中的非线性效应来实现被动锁模

的，它无需外加电调制信号或外界注入脉冲，因而不会象主动锁模光纤激光器那样

要受到调制频率的影响。它的结构简单，能够充分利用掺铒光纤的增益带宽，是真

正的全光器件，获得了非常广泛的应用。

1光纤激光器中的被动锁模技术

被动锁模的原理是利用非线性器件对输入脉冲的强度依赖性，得到与输入脉冲相比

更窄的脉冲。基于这一基本思想的几种方法都可用于被动锁模激光器。实现被动锁

模的技术主要有使用可饱和吸收体、使用非线性光纤环镜、利用非线性偏转旋转效

应等3种方法。

被动锁模[7-11]的一种代表结构为非线性光纤放大环腔结构，见图1。非线性光纤

环镜(nonlinearopticalloopmirror,NOLM)(Sagnac干涉仪)是一种全光纤的被

动锁模技术。它具有与强度有关的透射特性，可以像可饱和吸收体一样窄化脉冲。

使用非线性光纤环镜进行被动锁模的光纤激光器，因为腔的形状像“8”字，通常

被称为8字形激光器。

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Fig.1Configurationoftheeightfigurefiberlaser

8字形光纤激光器的工作原理为：3dB