基于石墨烯/氧化石墨烯的可调谐掺铒光纤激光器的研究

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在当今的大数据时代，人们对于信息传播的效率和可靠性不断提出更高的要求，促使光纤通信技术的迅猛发展。可调谐光纤激光器作为光通信系统中的光源部分，成为近年来研究的热点。新型可调谐光纤激光器对于实现通信网络的升级与重组能够起到重要作用，是未来实现全光网络的关键器件。
　　2011年以来，二维碳元素材料石墨烯由于在力、热、光、电等方面都有独特的性质，因此在各个领域都掀起了研究热潮。本文针对石墨烯及其氧化物-氧化石墨烯在光学方面的表现特性，研究并设计了不同的制备方法，利用其不同的光学性质应用到各种可调谐光纤激光器中。本文的主要研究内容包括：
　　1．文中研究了激光器的应用前景，概括总结了光纤激光器国内外的发展现状，分析了可调谐光纤激光器的优势和调谐方法。
　　2．将石墨烯及氧化石墨烯材料引入光纤激光器的研究中，研究石墨烯及氧化石墨的特征和性质。根据所述特性，分别提出了两种制备方法，为实现基于新材料的光纤激光器打下基础。然后总结了石墨烯和氧化石墨烯在光纤激光器中的发展现状，以及在未来在光纤通信系统中的应用前景。
　　3．提出了一种基于偏芯结构的单波长掺铒光纤激光器。将制作好的单模光纤偏芯结构作为光滤波器引入激光环形谐振腔内实现单波长激光的产生，同时利用偏芯结构对温度敏感这一特性，通过改变温度来实现对激光的可调谐。之后，提出了一种偏芯结构与光纤布拉格光栅并联的波长可开关和可调谐掺铒光纤激光器，通过对引入的可变光衰减器的调节，达到波长可开关的操作。同时利用偏芯结构对弯曲敏感这一特性，通过调节弯曲实现对激光的可调谐。此外，采用制备好的单层石墨烯作为可饱和吸收体来压窄激光线宽。
　　4．提出了一种基于Lyot滤波器的多波长可调谐掺铒光纤激光器。采用Lyot结构作为光滤波器引入激光环形腔中来实现多波长的产生，并根据 Lyot滤波器特性，通过调谐偏振控制器，改变光的偏振态和入射角度，使滤波器通带发生一定的漂移，从而实现了输出激光的可调谐。由于氧化石墨烯具有非线性效应可以抑制掺铒光纤作为增益介质带来的模式竞争现象，因此采用制备好的氧化石墨烯引入到激光环形腔，起到了稳频的效果并实现了稳定的多波长激光的输出。

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作者
郝霞;
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作者单位

天津理工大学;

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授予单位天津理工大学;
学科信息与通信工程
授予学位硕士
导师姓名童峥嵘;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类光纤通信;激光器;
关键词
掺铒光纤激光器; 石墨烯; 氧化石墨烯; 光纤通信技术;

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