分析了偏振波动噪声和背散噪声对谐振式光纤陀螺精细度的影响。搭建了光纤环形谐振环测试系统,实验结果表明:通过使用偏振控制器和保偏光源抑制偏振波动噪声, 能使光纤谐振环的特性参数精细度由64.67提高到101, 谐振深度由0.5033提高到0.712。并且测得光纤谐振腔中背向散射光与主信号强度之比为0.0267%。研究结果可为谐振式光纤陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考。

针对目前实现光场传输的两种算法无法同时满足运算速度和精细度的问题，提出了矩阵相乘算法，阐明了其实现思想，推导了其实现过程。结合激光相干合束实例进行了仿真分析，结果表明，对于六路高斯光束的相干合束，快速傅里叶变换算法耗时短，但无法得到精确的计算结果；积分算法和矩阵相乘算法均可获得远场准确的光强分布，但积分算法需耗时15.7 h，而矩阵相乘算法仅需2 s，提高了运算效率。证明了矩阵相乘算法具有快速、准确的优点。

提出了基于高精细度光纤环形滤波器的双波长窄线宽光纤激光器结构。在单波长光纤激光器的基础上，增加保偏光纤布拉格光栅（PM-FBG）和高精细度的光纤滤波器。其中保偏光纤布拉格光栅作为激光器的波长选择元件，可产生两个波长的激光输出。高精细度的光纤滤波器由两个光耦合器和一段弱抽运的掺铒光纤构成，掺铒光纤产生的增益和光纤时延使滤波器具有梳状谱响应和高精细度，从而抑制激光器产生的不需要的模式，保证输出激光具有窄线宽特性。以980 nm的激光二极管（LD）作为抽运源，得到了室温下单峰最大输出功率5.27 mW和1.02 mW，波长间隔为0.16~0.32 nm可调谐的双波长窄线宽连续激光输出。

研究泵浦功率对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃有源环形腔滤波器滤波特性的影响.利用重叠积分方法求解Er-Yb共掺系统的速率方程与功率传输方程,讨论了泵浦功率对滤波器的传输特性、带宽和精细度的影响.数值计算结果表明:泵浦功率的改变不会改变环形腔滤波器的谐振特性,泵浦功率的提高对滤波器输出光谱特性具有重大的影响.一方面压缩了滤波器的带宽,另一方面又提高了滤波器的精细度.

研究了在基于法布里-珀罗(F-P)滤波器的全光时钟提取实验中法布里-珀罗滤波器的精细度和信号码型对时钟提取的影响.根据理论分析,利用精细度为1012的F-P滤波器进行了时钟提取实验,并利用SOA进一步抑制时钟信号中的幅度抖动噪音,改善了时钟信号的质量.最终提取出低幅度起伏、低时间抖动的40 GHz时钟信号.

优化了基于双边缘技术的直接测风多普勒激光雷达中F-P标准具的工作参数.确定激光谱宽后,选择适当的F-P标准具自由谱间距,可正确消除瑞利背景噪声的影响.分析了标准具镜面缺陷、非严格平行和入射光束发散角对其透过率曲线的影响.将标准具透过率函数表达为唯一系统参数,即反射精细度的函数;通过计算散粒噪声极限时的相对测量误差,可确定最优反射精细度以及激光频率相对标准具透过率中心频率的最佳偏置;由最优反射精细度可得到入射到标准具光束的最大发散角和标准具的最小通光口径.

谐振腔精细度法是通过测量光学谐振腔透射谱线宽度来实现对光学反射镜反射率的测定。由于此谱线宽度数值通常在射频范围,采用光谱仪难以精确测量,而在谐振腔精细度方法的基础上引入激光相位调制技术,提出激光相位调制法布里-珀罗(F-P)腔精细度法测定反射率。利用电光调制器对激光进行射频相位调制,以产生的调制边带与激光载波的频率间隔作为“射频标尺”,精确测量了法布里-珀罗腔透射光谱的谱线宽度。利用腔精细度与腔透射光谱的谱线宽度及反射率的关系公式,获得了反射镜的反射率,测量精度可达到10-4。

采用转移矩阵法推导出内置LiNbO3光波导的F-P腔滤波器的功率传输系数,运用计算机进行模拟计算,分析了光波导的传输损耗和腔薄膜反射率对滤波器透射光谱的强度、带宽和精细度的影响.结果表明,传输损耗越大,透射光谱的强度变小,带宽越大;反射率越大,透射光谱的强度变小,但带宽变小,精细度增大.考虑了滤波器的透射光谱强度和精细度等因素,提出一个合理的腔薄膜反射率,优化了滤波器的设计参数.

分析了光纤Fabry-Perot谐振腔的工作原理及其工作点的选择问题,推导了谐振腔的光学相位灵敏度与精细度的关系,给出了理论公式及曲线,并与光纤Math-Zehnder干涉进行了对比,指出了在相位灵敏度上两者的巨大差距,证明了光纤Fabry-Perot干涉的独特优点.介绍了光纤Fabry-Perot干涉的实验系统,提出了检测及计算Fabry-Perot谐振腔有效精细度的方法,实验结果与理论仿真基本吻合.

将掺铒有源波导材料引入环形谐振腔结构,从理论上分析了有源波导环形谐振腔的滤波特性。结果表明由于抽运光提供的增益补偿了腔内损耗,使得环形谐振腔满足临界耦合条件,实现对信号光的最佳陷波,同时发现通过改变抽运光功率,可以对精细度和带宽进行动态调谐。分析了铒离子掺杂浓度、信号光功率以及抽运光耦合系数对最佳陷波抽运功率的影响,为有源波导器件设计制作提供了理论依据。