基于共焦法布里-珀罗腔的无调制激光频率锁定

将激光器锁定到合适的参考频率上,可以有效改善激光器的频率稳定性。对于共焦法布里-珀罗(CFP)腔,沿腔轴的光路与同腔轴有一小夹角的光路对应的光程不同,因此二者对应的腔共振透射峰的频率之间会发生相对频移。这一特性可用来产生以共焦法布里-珀罗腔作为频率标准稳定激光频率的类色散型鉴频曲线,而不需要对激光频率或者共焦法布里-珀罗腔长进行调制扰动,也无需采用相敏探测。实验中实现了自制的852 nm光栅反馈半导体激光器相对于共焦法布里-珀罗腔的无调制频率锁定,由闭环锁定后的误差信号分析,30 s内典型的频率起伏小于340 kHz,较相同时间段内激光器自由运转时的频率起伏(约10 MHz)有了显著的改善。还通过调节入射到共焦法布里-珀罗腔两光束之间的夹角来改变频移量,对不同频率间隔下的类色散型鉴频曲线的斜率以及对激光器锁频后的频率稳定性作了比较。     

非线性法布里-珀罗腔的双稳态特性分析

应用传输矩阵的方法研究了垂直微腔多量子阱结构的双稳态特性,计算结果表明,分布布喇格反射器（ＤＢＲ）的高折射率介质紧挨着非线性介质（多量子阱结构）时更容易产生双稳态,我们计算了非线性法布里－珀罗腔的反射相位与入射光功率关系曲线,反射率与入射光功率的关系曲线,和作为反射镜的ＤＢＲ的对数对双稳态性质的影响等。     

Jamin法布里-珀罗干涉仪

设计了一种新型干涉仪，并做了实验测试。它既有两偏振波Jamin干涉仪中空间光程分离韵优点，还具有多波法布里一珀罗干涉仪的高灵敏度特点。因此，将它置入正交偏振器之间时，表现出对腔内备向异性的灵敏性。这种灵敏度正比于法布里一珀罗干涉仪细度的平方。     

脉冲光入射时法布里-珀罗腔的透射特性

本文从理论与实验两方面讨论脉冲激光入射时法布里-珀罗（FP）腔的透射特性。结果表明：FP腔的输出波形分三个明显阶段：建立阶段、稳定阶段及衰荡阶段。建立阶段表示激光注入、稳定阶段表示腔内信号达到最大值、衰荡阶段则表示外部激光注入停止。衰荡阶段的衰荡时间与腔的振幅衰减系数有关。     

激光稳频的共焦法布里-珀罗干涉仪

针对多普勒激光雷达激光源短期频率漂移低于1 MHz的要求,设计了一种共焦干涉仪作为频率标准进行稳频。通过对三种不同材料制成的共焦法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪中心频率随温度漂移情况进行分析对比,选用零膨胀微晶玻璃材料制作共焦法布里-珀罗干涉仪,腔镜和隔离器通过光胶的方式进行组合,并且置于温控精度优于0.01 K的双层密封温控箱中。经过实验测量,共焦法布里-珀罗干涉仪的自由光谱范围为370 MHz,透射谱半峰全宽(FWHM)为1.7 MHz,精细度为220。采用该共焦干涉仪进行稳频,理论稳频精度可达0.15 MHz,满足激光多普勒雷达单频激光源的稳频要求。     

注入锁定法布里-珀罗激光器的单模工作特性

使用分布式反馈(DFB)激光器对法布里-珀罗(F-P)激光器进行单模注入锁定.通过改变F-P激光器的偏置电流,DFB激光器的输出功率以及两激光器间的波长失谐量,对注入锁定F-P激光器的光谱特性、功率特性以及频率响应特性进行实验分析.找出影响注入锁定F-P激光器稳定性的因素,并测量注入锁定F-P激光器的稳定锁定区;通过优化注人条件实现F-P激光器的高边模抑制比(SMSR)输出,最高可达55 dB;通过与自由运转F-P激光器比较,发现注入锁定可以明显抑制半导体激光器在高频调制下光谱的展宽.注入锁定后F-P激光器的3 dB调制带宽接近14 GHz.实验结果表明,通过合理设计光注入条件,注入锁定技术可以明显改善F-P激光器的光谱特性以及高频响应特性,并在高速光纤通信领域中得到广泛应用.     

基于法布里-珀罗腔游标式级联可调谐滤波器的研究

设计了一种基于LiNbo3衬底的法布里——珀罗腔游标式级联电光可调谐滤波器，利用多光束干涉原理对单个滤波器的电压频率响应特性进行了分析模拟，对由两个滤波器级联实现的多个波长的动态滤波进行了分析，结果的性能满足波分复用信号的滤波要求。     

光纤法布里-珀罗传感器的模式分析

利用模式理论分析白光光源条件下的光纤法布里-珀罗传感器的干涉谱的相位变化,推导得到反射光波在法珀腔内传播时由光程差(即两倍法珀腔腔长)和进入导入光纤时的模式耦合引起的相位变化对干涉谱的影响,并且用模式理论的方法分析了传感器法珀腔两个端面未完全平行时对其干涉谱的影响.     

光纤光栅法布里-珀罗腔的单模特性研究

分析了基于方向耦合器的光纤光栅法布里－珀罗腔的单模输出条件;在此条件下讨论了谐振腔的完全单模输出特性,并分析了其调谐特性。     

基于一种新型结构的F-P腔的频标研究

根据ITU-T的信道标准,和F-P腔作为频标的原理,设计制作了一种能兼顾手动大范围调节法布里-珀罗(F-P)腔间距和压电陶瓷(PZT)细调F-P腔间距的两重结构,使得精确调节腔长变得简单易行,从而可以满足频标研究的要求.利用该新型结构的F-P腔,通过反复精细调节最终将其锁定模式控制在1955,此时F-P腔的自由光谱区(FSR)为100GHz,从而获得了一系列符合ITU-T频率标准的人工频标.     

谐振反射器与F—P标准具匹配选模的研究

本文讨论了谐振反射器与Ｆ－Ｐ标准具匹配选模的原理,给出了两者匹配的方法,实验证明谐振反射器与Ｆ－Ｐ标准具在匹配条件下选模可以使红宝石激光吕有较大的单频输出几率。     

薄膜型光纤F-P腔传感器弧形腔效应的补偿

讨论并仿真了薄膜型光纤F-P腔传感器弧形腔效应的补偿.当一个薄膜型光纤F-P腔传感器的形变位移足够显著时,将产生弧形腔效应而使其不再完全服从平行平面腔传播模式规律.此时必须对平行平面腔的传播模式进行修正以符合弧形腔的实际规律.利用基尔霍夫衍射方程对弧形腔模型进行了计算和仿真,确定了弧形腔的散射效应,并基于一种典型腔长解调方法,提出了弧形腔效应下,腔长解调值的补偿方案.     

F-P标准具间距高精度测量

提出一种通过测量F-P标准具透射峰移动个数与F-P标准具入射角度改变的对应关系,从而求得F-P标准具间距的高精度测量方法。当角度测量精度为30″,光谱仪精度为2 GHz时,该方法测量F-P标准具间距的相对误差为4×10~(-4).     

光纤光栅F-P解调技术及变尺度采样方法

针对武器装备系统的特殊性,提出采用F-P扫描法的光纤光栅解调技术,分析了F-P解调原理,提供了F-P腔的设计、选择方法,指出该方法在实现动态参数检测的困难,为降低电路设计上的难度,采用变尺度采样解决该问题。实验结果表明,该方法能够极大地降低每次F-P扫描时的采样数据量,提高采样数据的效率,可以使解调速度提高5倍以上而对精度没有影响。为光纤光栅传感技术在部队的应用和研究提供条件。     

采用F-P干涉腔的高分辨率半导体激光线宽测量

本文报道一个分辨率可达20MH_g的F-P扫描干涉法线宽测试实验系统.该系统调试简便、重复性好,可以用于LD高速调制和线宽压缩中的谱线分析.文中还详细讨论了测量定标方法.     

可调谐光纤F-P线性滤波器的设计与分析

光纤滤波器在光纤通信和光纤传感领域发挥着重要的作用。本文基于光学薄膜干涉理论设计了一种用于光纤传感的可调谐F-P线性滤波器,该滤波器由两端面相对的入射光纤与出射光纤构成,两光纤端端面分别镀有反射光纤薄膜。该F-P干涉腔改善了传统F-P腔的透射率响应特性,有助于提高滤波器的线性度和线性范围。本文采用光学薄膜干涉矩阵分析法对该滤波器的透射率响应关系进行了计算与分析,并得出该FP滤波器的结构参数。设计结果表明,这种新型线性滤波器具有线性度好、线性范围宽和线性区间可调的优点。     

基于非对称F-P滤波器的光纤光栅解调技术

介绍了利用非对称光纤Fabry-Pérot（F-P）腔作为边沿滤波器的光纤光栅波长移位检测方案。基于薄膜干涉理论对该非对称F?蛳P腔的反射率响应关系进行计算与分析，得出该F-P腔的结构参数，改善了普通F?蛳P腔的反射特性，具有线性范围宽和线性度好的优点。利用该F-P腔的某一线性滤波边缘,将传感光栅的波长信息转化为功率信息进行检测，可完成光纤光栅的传感波长解调。采用该检测方案进行了光纤光栅应变传感实验,实现了在7 nm范围内的波长线性解调,测量波长分辨率为0.01 nm。     

激光器中F-P标准具的研究

导出了构成F-P标准具的两个表面具有不同反射率,同时包含吸收损耗在内的F-P标准具透射率一般表达式。当两个表面具有相同反射率同时忽略吸收损耗时,该一般表达式就过渡到通常文献或书籍中的表达式。而当两个表面具有不同反射率同时忽略吸收时,发现这种情况下的最大透射率不再是100%,而是有了一定的反射,同时两个表面的反射率相差越大,这种影响越明显。     

基于F—P干涉波长的溶液浓度测量方法研究

根据溶液浓度与其折射率的关系和光纤F—P干涉仪透射光谱中心波长与干涉仪腔内介质折射率之间的关系，利用其透射光谱的中心波长进行透明溶液浓度的精确测量，消除了光源强度波动对测量结果影响和量化误差。对一组不同浓度的酒精溶液进行了测量实验，浓度测量绝对误差小于0．02％。