采用数值仿真的方法研究了增益系数对环形腔激光器输出特性的影响。首先给出了考虑横向效应后环形腔激光器模型的光强方程。进一步通过模拟仿真Lyapunov指数随增益系数的演化确定了激光系统的动力学行为, 并展示了考虑到光场的横向效应后环形腔激光器激光斑图的形成。最后, 通过模拟不同增益系数下的激光斑图来说明增益系数对环形腔激光器输出特性的影响。

为了提高光纤布喇格光栅(FBG)解调系统的稳定性和准确性, 避免由于压电陶瓷的迟滞性、蠕变性以及温度变化引起的法布里-珀罗(F-P)滤波器驱动电压与透射波长不成线性的问题, 采用了可调谐环形腔激光器作为扫描光源, 与F-P标准具、温补参考光栅、传感光栅3个单独的通道结构相结合的FBG解调方法。通过理论分析和实验验证, 选择中值滤波加滑动平均滤波的方法滤除噪声, 采用基于强度阈值的频谱相关寻峰算法更加准确地找到反射谱峰值的位置。结果表明, 每个通道单独分开的解调方案的波长长期稳定性可达0.4pm, 温度与波长的线性度高于99.90%。该系统能够实现对温度、应变等参量的稳定性的测量。

波长扫描激光器是光纤传感和光学相干层析技术中的关键部件，其动态输出光谱特性决定了传感与成像系统的分辨率水平。采用改进的外差法和电光调制器(EOM)法对自制的波长扫描激光器的输出光谱进行动态测量，得到光谱线宽(反映光源的相干性)及其与波长扫描频率的关系。结果表明，输出光谱线宽随着波长扫描频率增大而增加，EOM 法比外差法测得的光谱线宽略大，波长扫描频率为60 kHz时,外差法测量激光器输出光谱线宽在4.9 pm，EOM 法测得为37 pm。<作者>

提出了一种基于压电陶瓷闭环控制的线性可调谐环形腔光纤激光器。光纤激光器环形腔结构中光纤光栅固定在压电陶瓷上，通过控制压电陶瓷改变光纤光栅波长，从而改变环形腔光纤激光器的波长，构成基于压电陶瓷的可调谐环形腔光纤激光器。应变传感器贴附在压电陶瓷上，实时监测压电陶瓷的步长变化，通过惠斯顿桥式电路反馈给驱动控制系统，并补偿和修正压电陶瓷固有的磁滞和蠕变特性，形成压电陶瓷闭环控制系统。实验结果表明基于压电陶瓷闭环控制的可调谐环形腔光纤激光器调谐线性度好，波长调谐范围可达0.9 nm，线宽为4 kHz，波长稳定性为±0.01 nm，功率稳定性为±0.3 dB。

基于半导体光放大器（SOA）的环形腔激光器可在超过100 nm的调谐带宽内实现全带宽范围的兆赫兹级调谐，且输出激光信噪比高、平坦度好，因此在光纤通信、光纤传感和生物光子学领域应用广泛。采用稳态模型和分段算法，分别讨论了线性函数、二次函数、指数函数和平方根函数形式注入电流对SOA的增益谱和SOA峰值波长的影响，研究非均匀注入对SOA增益特性和环形腔激光器输出特性的影响。结果表明，输出激光波长在较大平均注入电流时随电流变化较小，且在指数型非均匀注入时存在变化率为0的极值点，可获得很高的波长稳定性。

半导体光放大器(SOA)因其具有良好的光-光互作用特性,包括交叉增益调制、交叉相位调制、交叉偏振调制以及四波混频等,在全光信号处理技术中已经获得了广泛的应用。利用SOA与光纤反馈可构成环形腔激光器S-FRL。在S-FRL中将SOA的光-光互作用特性与反馈条件相结合,可以改变S-FRL的起振、抑制、选频等多种状态,从而构成不同功能的全光信号处理器件。在分析S-FRL激光振荡原理的基础上,提出了双环耦合的S-FRL,并以此为基础构成一种双环耦合的双稳态触发器,进而构成一种同步脉冲展宽器;还提出了一种级联的S-FRL,由此构成一种基于负逻辑的全光判决器。

采用全量子理论对单块非平面环形腔Nd:YAG激光器的强度噪声特性进行了研究，通过理论分析和仿真发现，单块非平面环形腔激光器的弛豫振荡主要由真空起伏、偶极起伏和内腔损耗引起，抽运噪声和自发辐射对弛豫振荡的影响相对较小。同时，从理论上对强度噪声的光电负反馈抑制进行了分析和仿真，为实验上噪声抑制电路的设计提供了一定的理论基础。参考此理论电路，设计了可以获得较好的相位超前和低噪声宽带宽增益放大的噪声抑制电路，在实验上获得了良好的噪声抑制效果。当弛豫振荡峰为311 kHz时，弛豫振荡峰处的强度噪声被抑制了39 dB，在整个频谱范围内获得了低于-115 dB/Hz的噪声水平。

基于半导体光放大器(SOA)的环形腔激光器可实现高达兆赫兹的高速调谐，在光纤通信和光纤传感领域有广泛应用。采用稳态模型和分段算法研究SOA自发辐射特性，并基于此分别讨论了使用高斯型滤波器和法布里珀罗(F-P)滤波器的两种可调谐环形腔激光器，研究了激光建立过程的特性，包括输出光谱和输出光功率随绕行圈数的变化，讨论了波长调谐的速度。结果表明，F-P滤波器的环形腔可以更快建立激光振荡，便于实际高速调谐应用。

A new micro-vibration sensor based on single-mode fiber ring laser is put forward. The Mach-Zehnder interferometric (MZI) detection technique is presented for interrogating laser frequency shift due to the measurand (piezoelectric transducer (PZT) is used to simulate the micro-vibration) induced laser cavity strain from both single- and multi-mode lasers. In the experiment, compared with multi-mode laser sensors, the single-mode laser sensor is proved to be a sensor with high resolution. When the PZT is driven by the analog signal (0.03 rad near 2 kHz), the signal-to-noise ratio (SNR) of output signal from the single-mode laser sensor is close to 55 dB and the sensitivity of the sensor is about 5\times10^{-5} rad/Hz^{1/2}.

提出了一种基于光阈值门的全光缓存方案,采用两个非对称的SOA环形腔激光器耦合构成光阈值门,其输出光可以在两种波长上切换,可控制波长转换器实现光包路由,从而将需缓存的数据包路由到缓存端口,避免了复杂的包头处理.建立了光阈值门的理论模型,对10 Gbit/s的光阈值门的动态特性进行了数值模拟和实验研究,实验结果和理论计算结果相符合,实验也表明光阈值门两种输出状态的消光比可达30dB.