目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 發光離子的能級躍遷 2
1.2.1 發光離子的能級 2
1.2.2 發光離子的能級躍遷 6
1.3 譜線展寬 10
1.3.1 均勻展寬和非均勻展寬 10
1.3.2 介質中發光粒子的光譜 14
1.3.3 譜線展寬與激光 17
參考文獻 23
第2章 單頻光纖激光的基本特性及測量方法 26
2.1 單頻光纖激光的基本參數 26
2.1.1 功率、波長以及光譜特性 26
2.1.2 單縱模特性 28
2.1.3 模式質量 29
2.1.4 偏振態 30
2.2 單頻光纖激光線寬特性及測試方法 32
2.3 單頻光纖激光噪聲特性 35
2.3.1 強度噪聲的定義及測試方法 35
2.3.2 頻率噪聲的定義及測試方法 37
參考文獻 39
第3章 單頻光纖激光的產生 40
3.1 單頻光纖激光器的分類 40
3.1.1 分布布拉格反射(DBR)型單頻光纖激光器 40
3.1.2 分布反饋(DFB)型單頻光纖激光器 42
3.1.3 環形腔單頻光纖激光器 42
3.2 短線型DBR腔單頻光纖激光器 43
3.2.1 高增益光纖材料的制備 44
3.2.2 異質光纖熔接技術 47
3.2.3 連續單頻光纖激光腔的設計與制作 48
3.2.4 脈沖單頻光纖激光器 52
3.2.5 頻率調制單頻光纖激光器 55
參考文獻 57
第4章 單頻光纖激光噪聲產生機理及其抑制技術 59
4.1 噪聲產生機理分析 59
4.1.1 強度噪聲機理 59
4.1.2 頻率噪聲機理 63
4.2 噪聲抑制技術 67
4.2.1 強度噪聲抑制 67
4.2.2 頻率噪聲抑制 76
參考文獻 82
第5章 單頻光纖激光線寬控制與穩頻技術 85
5.1 單頻光纖激光的線寬控制 85
5.1.1 線寬壓窄技術 86
5.1.2 線寬展寬技術 92
5.2 單頻光纖激光器的穩頻技術 95
5.2.1 單頻光纖激光器頻率穩定方法 95
5.2.2 DBR短腔單頻光纖激光器穩頻實例 99
參考文獻 102
第6章 單頻光纖激光的放大 104
6.1 單頻光纖激光放大技術 104
6.1.1 MOPA光纖激光器基本原理 104
6.1.2 MOPA光纖激光器結構 105
6.1.3 大功率MOPA單頻激光系統的限制因素 107
6.2 連續單頻光纖激光的放大 109
6.2.1 1.0μm波段連續單頻光纖激光的放大 109
6.2.2 1.5μm波段連續單頻光纖激光的放大 122
6.2.3 2.0μm波段連續單頻光纖激光的放大 132
6.3 脈沖單頻光纖激光的放大 136
6.3.1 1.0μm波段脈沖單頻光纖激光的放大 136
6.3.2 1.5μm波段脈沖單頻光纖激光的放大 143
6.3.3 2.0μm波段脈沖單頻光纖激光的放大 147
參考文獻 150
第7章 單頻光纖激光的應用 160
7.1 單頻光纖激光在非線性領域的應用 160
7.1.1 激光在非線性頻率轉換中的應用 160
7.1.2 單頻光纖激光在倍頻中的理論與應用 161
7.2 單頻光纖激光在相干光通信領域的應用 163
7.2.1 相干光通信基本原理 163
7.2.2 相干光發射模塊中的單頻窄線寬光源 165
7.2.3 高速相干光通信的單頻窄線寬光源發展應用情況 167
7.3 單頻光纖激光在光學測量領域的應用 169
7.3.1 諧振式光纖陀螺 169
7.3.2 光纖水聽器 173
7.3.3 激光雷達 176
7.4 單頻光纖激光在分布式光纖傳感領域的應用 178
7.4.1 分布式光纖傳感技術的基本原理 178
7.4.2 基于瑞利散射的分布式光纖振動傳感技術 179
7.4.3 基于布里淵效應的分布式光纖溫度應變傳感技術 182
7.4.4 基于拉曼效應的分布式光纖溫度傳感技術 185
參考文獻 186