保偏掺铒光纤环形激光器的混沌特性研究

【摘要】：基于饱和吸收体动态光栅结构的保偏掺铒光纤环形激光器可以输出稳定的超窄线宽单频激光,并已在光纤传感和通信系统中得到了应用,然而该类型激光器在非线性动力学特性方面的研究仍存在许多不足。在增加自由度的条件下,激光器时域输出随激光器参数变化的相关特性尚未从理论和实验上分析清楚。本文理论仿真和实验测试了抽运调制、损耗调制和外部延时反馈条件下,保偏掺铒光纤环形激光器输出信号的基本特性,并利用混沌检测方法对输出时间序列进行混沌判定。主要研究内容如下:1、通过调制掺铒光纤环形激光器的抽运强度,理论和实验上均发现激光器随抽运调制可分别通过阵发和倍周期分岔两种途径进入混沌。2、理论分析了损耗调制下激光器输出的基本特性。在阈值附近进行抽运的条件下,采用腔长调制(相位调制)间接在激光器内引入损耗调制,发现激光器随调制频率增加可通过阵发途径进入混沌;另外,通过在激光器腔内嵌入光纤M-Z干涉仪以引入干涉型损耗调制,测得激光器随损耗调制可分别通过阵发和倍周期分岔两种途径进入混沌。3、数值和实验研究了40km光纤延时反馈对激光器系统的影响,理论出现激光器随反馈系数变化经由倍周期分岔进入混沌的现象,而在实验中尚未观察到激光器通过某种路径进入混沌,但实验发现在微瓦级外光反馈下激光器进入多模竞争的相干坍塌状态。本文从理论和实验上初步研究了保偏掺铒光纤环形腔激光器的非线性动力学的相关特性,掌握激光器输出混沌的基本条件以及激光器非稳定性因素,为拓展光纤混沌激光器的应用以及提高光纤环形激光器的稳定性奠定基础。
【关键词】：混沌激光器 混沌检测 保偏掺铒光纤环形激光器 抽运调制 损耗调制 外腔反馈
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN248