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高质量种子源光纤激光器技术研发历程
时间:2021-09-09 07:13点击量:


本文摘要:倒数光种子源光纤激光器的性能要求了高功率仅有光纤MOPA激光系统的激光输入光谱、线宽和频率稳定性等特性。作为高质量的种子光源必需首先具备较宽线宽、低稳定性和低信噪比,然后再行执着可以符合有所不同应用于必须的其他功能特性,如波长可回声、单/双波长可转换以及双波长间隔可回声等。

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倒数光种子源光纤激光器的性能要求了高功率仅有光纤MOPA激光系统的激光输入光谱、线宽和频率稳定性等特性。作为高质量的种子光源必需首先具备较宽线宽、低稳定性和低信噪比,然后再行执着可以符合有所不同应用于必须的其他功能特性,如波长可回声、单/双波长可转换以及双波长间隔可回声等。在过去的二十多年时间里,研究者们仍然在谋求可以构建单频窄线宽激光输入的方法,也相继明确提出了基于有所不同技术的单频较宽线宽光纤激光器,特别是在是在1.5m波段的掺入铒光纤激光器,因为其所在波段为光纤通信低损耗窗口,考虑到长距离通信和传感的市场需求,对于激光输入相干性特性拒绝很高,必须激光具备较宽的线宽,使得掺入铒光纤激光器在较宽线宽方面发展较为很快,线宽也超过了kHz量级的水平。在近几年,研究者们开始对具备有所不同性能的单频较宽线宽光纤激光器展开研究,也开始大大执着输入激光的高稳定性和低信噪比等特性。

  1.1单频窄线宽光纤激光器研究与发展  早在1986年,Jauncey等人就早已明确提出了较宽线宽的概念,他们用于掺入钕光纤融合光纤Bragg光栅在1084nm一处获得了激光输入,经过用于Fourier切换Michelson干涉仪测量,获得激光输入线宽为16GHz;然而,由于只是用于了线腔结构,腔宽较长,激光器没构建单频运转。  直到1990年,Iwatsuki才首次确实地获得了单频窄线宽的激光输入,用于的是环形腔结构,因应一个1nm序宽带合滤波器,用于15m宽掺入饵光纤作为增益介质,顺利获得了单频激光输入,并且首次用于延后自外差干涉仪(DelayedSelf-HeterodyneInterferometer,DSHI)对激光线长展开了测量,线宽超过1.4kHz,是截至当时线宽最窄的激光器,而且该激光器还获取2.8nm的波长可回声范围。  1991年,Gowle等人明确提出了一种新型的环行腔光纤激光器,通过用于产于Bragg反射镜作为波长总统大选滤波器,在1552nm波长处获得了平稳的单频激光输入,用于延后自外差法测量获得激光线长大于10Hz,测量分辨率受限于用于的25km延迟线长度。

  同年,Park等人也明确提出了基于环形腔结构的单频激光器,在谐振腔内用于了两个Fabry-Perot(F-P)滤波器,该激光器输入具备当时最低的稳定性,阈值仅有为1OmW,而且具备宽达30nm的可回声范围;然而,激光器的输入信噪比较低,仅有为35dB,而且研究者们并没对激光器的线宽特性展开测量。  1992年,Laporta等人利用铒/镱共计掺入磷酸盐玻璃光纤制作了腔长仅为2.5mm宽的非同腔光纤激光器,在1532.2nm波长处获得了15mW的激光输入,测出的线宽大于lOkHz。  同年,Zyskind等人也报导了短腔光纤激光器,通过在掺入铒光纤上必要载入一对Bragg光栅制作了腔长仅为2cm的谐振腔,利用F-P干涉仪测量激光器处  于单频运转状态,由于分辨率容许,他们只是证明了激光的线宽大于6MHz,没对其实际线宽展开更进一步的研究。

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  1993年,Chernikov等人分别明确提出了单波长和双波长短腔光纤激光器,两种激光器都可以运营在单频状态;明确提出的单波长激光器输入线宽为30kHz,双波长激光器输入线宽为16kHz,频率间隔为59GHz。  1994年,Horowitz等人首先报导了用于并未泵浦掺入铒光纤作为饱和状态吸收体展开多纵模诱导,经验证模式诱导效果显著:基于线形腔结构构建了单频窄线宽激光输入,线宽仅有为几kHz。

同年,Kringlebotn等人通过在铒/镱共计掺入光纤上载入光波Bragg光栅首次制作了DFB单频光纤激光器,用于的有源光纤长度为2cm,输出功率为2mW,但是没对激光器的线宽特性展开研究。  1995年,Cheng等人报导了基于饱和状态吸收体的环形腔单频掺入铒光纤激光器,在1535nm一处获得了6.2mW的激光输入,线宽大于950Hz,但是激光器的长年稳定性较好。同年,Guy等人通过在环形腔中重新加入光波Bragg光栅作为超强窄带滤波器制作了光纤激光器,在1550nm波长处获得了线宽大于2kHz的激光输入,这也是世界上首个用于光纤Bragg光栅作为窄带滤波器的报导。  1996年,Gloag等人报导了用于光纤Bragg光栅作为波长总统大选滤波器的Sagnac型环形腔光纤激光器,在1530nm一处获得了1.6mW的单频激光输入,不受测量分辨率容许,线宽大于37kHz。

  同年,Chang等人首次报导了用于扭模技术构建单频激光输入,明确提出的激光器用于了三个偏振控制器(PC),输入波长为1534nm,线宽大于l0kHz。


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