基于光纤布拉格光栅对（DFBGs）的双波长线形腔光纤激光器利用偏振烧孔效应实现双波长激光稳定输出的研究颇多，但有关3 dB光纤环形镜（FLM）与光纤布拉格光栅（FBG）构成腔镜或仅FBG构成腔镜，以及DFBGs的选择对其激光输出性能［光信噪比（OSNR）、斜率效率及稳定性等］的影响的研究很少。本文实验首先在双波长线形腔掺铒光纤激光器中比较了3 dB FLM与FBG构成腔镜和仅FBG构成腔镜的双波长激光的输出性能，结果表明，仅FBG构成腔镜的输出性能优于3 dB FLM与FBG构成腔镜的输出。其次在仅FBG构成腔镜的线形腔中对低反射率FBG（输出镜）反射率相同与不同时的输出性能进行了对比，研究表明，低反射率FBG的反射率相同时双波长激光输出具有较高的OSNR、斜率效率和稳定性。接着改变构成腔镜的两对FBG的中心波长间隔分别为4、8、12 nm，研究表明，中心波长间隔越大输出越稳定，OSNR越高，但激光器的斜率效率有所降低。最后在室温环境下实现了两个激光波长分别为1550 nm和1562 nm、OSNR分别为50.24 dB和51.19 dB左右、中心波长变化分别小于0.030 nm和0.035 nm、输出功率波动分别小于0.061 mW和0.059 mW、3 dB带宽分别为~0.146 nm和~0.144 nm的稳定输出，该结果为线形腔双波长的更优输出。

提出并验证了一种宽调谐带宽的带通微波光子滤波器设计方案。该滤波器借助可调谐光纤光栅Sagnac环对宽带光源进行均匀切割, 产生波长间隔可调的连续光载波作为滤波器的抽头, 结合色散光纤环级联结构, 实现滤波器的可重构性。研究结果表明, 在光电调制器和光电探测器的频率带宽足够大的情况下, 当光纤光栅Sagnac环的臂长差在0.50~8.28mm内变化、可调谐光纤延迟线的最小变化步长为0.01mm时, 该方案能够实现滤波器中心频率在8.0506~1333.2000GHz内调谐, 调谐步长为161.01MHz, 边瓣抑制比达到27dB。

受波导结构和芯片封装等因素的限制,半导体激光器快慢轴方向上的光束质量差距较大。半导体激光器主要用作抽运源,即亮度转换器,很难作为高亮度光源被直接应用。介绍了提高半导体激光器输出光功率密度和输出光束质量的非相干合束技术--波分复用合束技术,并总结了其国内外发展现状及若干重要动向。该研究为半导体激光器波分复用合束技术的发展提供了参考。

为了研究多波长掺铒光纤激光放大器的放大特性, 在单频放大器的基础上, 忽略放大自发辐射, 推导了描述多波长掺铒双包层光纤放大器的稳态速率方程组, 建立了多波长掺铒光纤放大器的理论模型。利用该模型对单波长放大、双波长放大、四波长放大的特性, 进行了数值模拟和理论分析;以四波长的激光信号放大为例,对多波长掺铒光纤放大器的放大特性,均衡增益特性进行了研究。结果表明, 在单波长注入情况下, 光纤放大器的掺杂光纤存在最佳光纤长度为8m; 与小信号放大不同, 大功率掺铒光纤放大器在1530nm~1560nm之间增益谱趋于平坦;双波长放大输出功率差随着波长间隔的增加线性增大波长间隔为20nm时, 通过调节输入信号功率比可以实现最大功率差6.855W的功率均衡补偿; 四波长放大时, 通过信号功率配比之后的四波长激光输出功率最大偏差为0.28W, 在一定范围内实现了均衡增益。这一结果对于掺铒光纤激光的多波长激光输出以及在激光多普勒测风雷达中的应用具有一定帮助。

提出一种基于高双折射光子晶体光纤与光纤环的超宽带可调谐微波光子滤波器.以多波长光纤激光器作为光源, 向高双折射光子晶体光纤内填充温敏液体, 通过改变填充温敏液体的温度, 高双折射光子晶体光纤可具有不同的双折射, 得到不同波长间隔的激光, 从而使微波光子滤波器具有不同的自由频谱范围.当温度的变化范围为20~80℃时, 仿真测得微波光子滤波器自由频谱的变化范围为2.49~39.9 GHz.引入光纤环构建级联型微波光子滤波器, 滤波器的主旁瓣抑制比可提高到33.6 dB, Q值可达到499, 提高了滤波器的频率选择性.

提出了一种光子晶体光纤Lyot-Sagnac环切割宽带光源的中心频率连续可调的微波光子滤波器.用温敏液体（Cat.19340）对两段光子晶体光纤（长度为11.94 m和1.94 m）中心的一个大孔进行填充后嵌入Lyot-Sagnac环,仿真分析了不同填充占空比对Lyot-Sagnac环梳状谱周期和滤波器通带中心频率调谐范围的影响,结果表明：占空比越大,Lyot-Sagnac环的梳状谱周期越小,滤波器通带中心频率的调谐范围越大.在占空比最大温度为20℃和80℃时,两段光子晶体光纤的有效长度为10 m时,Lyot-Sagnac环的梳状谱周期分别为0.36 nm和0.26 nm;当两段光子晶体光纤的有效长度为13.88 m时,Lyot-Sagnac环的梳状谱周期分别是0.26 nm和0.19 nm.用该Lyot-Sagnac环对宽带光源进行切割,当温度在20℃到80℃之间变化时,通过调节环内的偏振控制器,多波长光源波长间隔可在0.19 nm~0.36 nm范围内连续可调,实现了滤波器通带中心频率在31.04 GHz~58.81 GHz范围内连续可调.

提出了一种光子晶体光纤Sagnac环切割宽带光源的中心频率连续可调的微波光子滤波器.用温敏液体(Cat.19340)对光子晶体光纤(长度为5m)中心的一个大孔进行填充后嵌入Sagnac环.仿真分析了不同填充占空比对Sagnac环梳状谱周期和滤波器通带中心频率调谐范围的影响, 测得占空比越大, Sagnac环的梳状谱周期越小, 滤波器通带中心频率的调谐范围越大.在占空比最大的情况下,当温度为20℃和80℃时, Sagnac环的梳状谱周期分别为0.72 nm和0.52 nm, 用该Sagnac环对宽带光源进行切割, 当温度在20℃~80℃变化时, 多波长光源波长间隔在0.72 nm~0.52 nm连续可调, 实现了滤波器通带中心频率在15.5GHz~21.5GHz范围内连续可调.

提出一种基于Lyot-Sagnac滤波器和级联结构的高品质因数跳频带通微波光子滤波器.在该滤波系统中, 利用宽带光源和Loyt-Sagnac滤波器原理实现波长间隔可变的连续光载波.利用相位调制器与单模光纤形成第一级单通带微波光子滤波器, 光纤环形谐振器作为第二级滤波结构.经两级滤波器级联, 实现高品质因数跳频单通带微波光子滤波器.在使用三段保偏光纤的情况下, 通过调整偏振控制器的偏振状态, 可实现滤波器中心频率在1.012 1 GHz, 1.214 5 GHz, 1.416 9 GHz, 1.619 3 GHz, 1.821 7 GHz之间跳跃.由于采用了级联结构, 所设计的滤波器继承了前后两级滤波器的共同优点, 故滤波器的滤波特性良好, 品质因数最高可达13 155.69; 主旁瓣抑制比均在18 dB以上, 最高达25.51 dB.且该装置结构简单, 调谐便利.

为实现自由光谱范围（FSR）内任意多个不等波长间隔的光波长选择，将有限长脉冲响应（FIR）数字滤波的算法移植到马赫曾德尔干涉仪（MZI）级联结构的光滤波器中，采用离散傅里叶变换（DFT）表示目标传输函数矩阵，由此求解传输矩阵，利用待定系数法得到选择阵列具体物理参数（k阶耦合角θk，k阶相位偏移量φk）。该波长选择器可根据实际需要，选出FSR内任意一个或多个波长的光波，且波长间隔不等。对所得参数及仿真结果进行分析，在所选中心波长处，能够近似达到0 dB传输，阻带隔离度可达到12 dB。每个所选波长的3 dB带宽和最小波长间隔均随着级联级数N的增大而减小。当自由光谱范围νFSR=1000 GHz、N=15时，每个所选波长的3 dB带宽约为0.5 nm，最小波长间隔为1 nm。

设计了一种新的便于调谐且波长间隔可调的全光纤双折射滤波器。该滤波器由一个偏振分束器(PBS)、2段保偏光纤(PMFs)和4个二分之一波片(HWPs)连接而成。计算并分析了它的理论结果，发现在合理调节环中4个二分之一波片的情况下，该滤波器除了可以获得有很好的滤波光谱输出之外，还具有波长间隔可调的作用。这种滤波器在设计可灵活改变波长间隔的多波长光纤激光器及光纤系统等方面具有巨大的应用前景。