波長連續可調式摻鉺光纖雷射之研究

Study of Continuously Wavelength-Tunable Erbium-Doped Fiber Laser

宋柏賢(Po-Shan Song)

指導教授 ： 王立康

國立清華大學/電機資訊學院/光電工程研究所/碩士(2008年)

摘要

對於製作光纖雷射之方式，一般是使用線性共振腔(linear cavity)或是環形迴路共振腔(ring cavity)兩種；而本實驗之雷射系統，是使用線性共振腔之方式，並利用C-band與L-band兩組波長可調布拉格光纖光柵陣列(TFBG array)作為控制雷射之輸出波長。
本論文利用自製之波長可調布拉格光纖光柵(tunable fiber bragg grating,TFBG)作為光纖雷射波長之可調元件，適當地選取波長後，發出雷射；利用99:1方向耦合器(directional coupler)製作成光纖迴路反射鏡(fiber loop mirror)，將一部份的光反射回系統，使其在共振腔中產生共振，並將一部份的光輸出而成為雷射；1480nm pump laser 當作系統的幫浦光源，提供所需的能量，以及一些光纖式元件(如：摻鉺光纖，作為雷射之增益介質(gain medium)、C/L WDM和極化控制器(PC)，保持系統單一極化之特性，使雷射之輸出達到最佳。)組成全光纖式波長連續可調光纖雷射。波長連續可調之原理，是利用拉伸(extension)與壓縮(compression)TFBG，使其應變量( )受到改變，進而使波長發生連續性地飄移。
本實驗最重要的關鍵，即利用摻鉺光纖 ASE spectrum 之特性，設計出在C-band 時，ASE spectrum 之強度是隨波長增加而遞增；而在 L-band 時，其強度會隨波長增加而遞減，以配合架構中 TFBG 的排列方式。當雷射二極體功率為 100mW 時，可調波長範圍超過65nm(1528.48nm∼1594.08nm)，並適當地利用極化控制器，可使得雷射輸出平坦度很高(1dB)，部分波長下之雷射功率可超過16.2dBm、轉換效率可達44.7﹪，同時所有波長下之雷射，其旁模抑制比(SMSR)至少超過45dB。並針對1556nm之雷射波長，其斜率效率(slope efficiency)為41.14﹪。
本實驗的優點為：概念新穎、實驗花費成本較低、設置架構及操作容易、不易受外界擾動而改變，並且對於未來波長可調光纖雷射的研究上，非常具有發展潛力。

關鍵字

光纖雷射 ； 摻鉺光纖 ； 光纖光柵

並列摘要

無資料

並列關鍵字

fiber laser ； Er-doped fiber ； FBG

參考文獻

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