1.5μm波段一体化多波长、单纵模光纤激光器的关键技术研究

连续波多波长光纤激光器在1.5μm波段波分复用通信系统、光纤接入网、光纤传感网络、光谱分析以及微波光子学等领域具有广泛的潜在应用。为满足实际应用要求，多波长光纤激光源每个激射波长处的激光必须均工作在单纵模状态。本课题提出了基于啁啾莫尔光纤光栅，在高增益铒镱共掺光敏光纤上直接写入啁啾莫尔光纤光栅构成具有多个相移点的多波长激光谐振腔，获取1.5μm波段一体化多波长、单纵模光纤激光器的方法。课题从光纤器件理论及关键技术研究着手，重点研究啁啾莫尔光纤光栅的理论模型及其光谱特性、高增益铒镱共掺光敏光纤的制作工艺以及一体化多波长、单纵模光纤激光器的理论模型与整体特性。通过啁啾莫尔光纤光栅优化设计，建立完善的制作铒镱共掺光敏光纤的工艺手段，研制具有高输出功率，窄激光线宽，输出功率均衡度好，激光波长稳定的一体化多波长、单纵模光纤激光器，推动多波长、单纵模光纤激光器向小型化，集成化方向发展。

我们对啁啾摩尔光纤光栅，拉锥型啁啾光纤光栅，基于双芯光纤的滤波器进行了研究；并利用这些滤波器实现了几类多波长、单纵模光纤激光器。.一、啁啾摩尔光纤光栅的研究及其在光纤激光器的应用。.1.我们对啁啾摩尔光纤光栅（CMFBG）进行理论分析，分别讨论CMFBGs的传输特性在不同的折射率调制深度、不同的折射率调制对称性和不同的相位掩模板平移距离下的CMFBGs透射光谱中透射峰位置、透过率、3dB带宽以及FSR等传输特性变化情况。并实际制作啁啾摩尔光纤光栅。2.首次利用啁啾摩尔光纤光栅的窄带滤波特性实现了0.1nm步长，0.7nm范围内的可调谐单纵模单偏振光纤激光器。3.利用1550nm单纵模光纤激光器(NP Photonics)进行了10Gbit/s NRZ-OOK码100km传输实验。对单频光纤激光器是否可以用于光通信系统进行验证。4.首次利用啁啾摩尔光纤光栅的窄带滤波特性实现了0.14nm波长间隔的双波长单纵模光纤激光器，并利用双波长激光器进行光学微波信号生成。5.首次利用保偏啁啾摩尔光纤光栅的窄带滤波特性实现了0.075nm步长，0.25nm范围内的可切换可调谐单纵模单偏振光纤激光器。.二、拉锥型啁啾光纤光栅的研究及其在光纤激光器的应用。.6.我们对拉锥型啁啾光纤光栅（Structured CFBG）滤波器进行理论分析，分析了啁啾光纤光栅自身参数（光栅长度，折射率调制深度，啁啾系数），拉锥参数和锥区损耗对拉锥型啁啾光纤光栅滤波器透射谱特性的影响，并研究拉锥对啁啾光纤光栅各波长反射率的影响。在此基础上进行相应的数值仿真及实验验证。并实际制作拉锥啁啾光纤光栅。7.利用拉锥保偏啁啾光纤光栅实现了温度，纵向应力，扭绞多参量传感测量。8.首次利用拉锥保偏啁啾光纤光栅的窄带滤波特性实现了0.41nm波长间隔的可切换双波长单纵模光纤激光器。.三、双芯光纤滤波器的研究及其在光纤激光器的应用.9.我们利用非耦合对称双芯光纤构成全光纤马赫-曾德尔滤波器作为波长选择器件，利用非线性偏振旋转效应，实现多波长光纤激光器。10. 提出基于耦合型双芯光纤滤波器的可调布里渊掺铒光纤激光器（BEFL），实现40 nm调谐，11个波长且各波长间隔 (0.088 nm) 的多波长激光。11. 提出基于偏芯双芯光纤滤波器的可调自激发BEFL。实现了8 nm调谐范围的多波长激光。