基于光纤多重四波混频效应产生C+L波段多波长激光的机理研究

多重四波混频（FWM）可抑制掺铒光纤的模式竞争并用于产生多波长激光，但多重FWM和基于该效应的多波长光纤激光器的机理研究都远未完备。本研究对二者进行理论研究、仿真和实验研究，改进和发展其理论模型，将该理论扩展到C+L波段，并基于该模型开展新型增益扩展腔多波长激光器的创新设计和实验。具体内容包括：利用非线性薛定谔方程理论及在准连续波近似条件下推导耦合波方程两种方法，并相互结合研究多重FWM过程，得到与实验更符合的模型；研究掺铒光纤增益与多重FWM过程在C+L波段的相互作用机理；采用980nm+1480nm泵浦源方案，结合特殊的增益扩展腔结构，设计C+L波段多波长激光器；解决宽带多波长激光器所涉及的关键技术问题，形成对该类激光器从理论分析到实验的全面研究体系。研究成果可应用于非线性光纤光学、光纤激光器等研究领域，在光通信、光学测量和光传感等技术领域具有理论和实际应用价值。

多重四波混频可抑制掺铒光纤的模式竞争并用于产生多波长激光，但多重四波混频以及基于该效应的多波长光纤激光器的机理研究都远未完备。通过本项目的研究，改进和发展了其理论模型，并基于该模型开展乐新型增益扩展腔多波长激光器的实验研究。本研究结合了非线性薛定谔方程理论及在准连续波近似条件下推导耦合波方程两种方法，研究了多重四波混频过程，模型的仿真结果与实验比较符合；研究了掺铒光纤增益与多重四波混频过程的相互作用机理；采用优化的泵浦方案，设计了多波长激光器，形成了对该类激光器从理论分析到实验的较全面研究体系。研究成果可应用于非线性光纤光学、光纤激光器等研究领域，在光通信、光学测量和光传感等技术领域也具有理论和应用价值。