光泵磁力仪中垂直腔面发射激光器激光波长锁定

针对光泵磁力仪(OPM)对小型化、低功耗以及激光光源波长稳定性的要求,提出一套垂直腔面发射激光器激光波长锁定控制方案.所提基于多普勒吸收的光反馈波长锁定方案以133 Cs原子D1线F_(g)=4→F_(e)=3超精细能级跃迁波长为参考波长,OPM的原子蒸汽气室同时作为波长锁定的工作气室,无需任何额外装置即可将激光波长锁定在该D1线跃迁波长.使用数字比例积分微分控制与模糊控制算法进行激光的温度控制,使温度波动在±0.005℃内;采用基于电流镜的激光电流驱动方案,使电流波动在±50 nA内,为激光波长锁定提供了良好的硬件基础.最后,在实验室环境下实现OPM长达2 h的稳定信号输出.

痕量气体激光检测系统波长锁定技术研究

利用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)对痕量气体进行检测时,环境温度变化以及激光器控制电路的噪声常常使得激光器输出波长发生漂移,影响了气体浓度测量的准确性。以开放光路的激光吸收光谱氨气检测系统为例,在分析激光器扫描中心波长随电流变化规律的基础上,提出了基于电流控制的自适应锁定扫描中心波长的方法。研究了基于参考校准光谱的光谱数据对准算法,实现了开放大气中氨气浓度的实时监测。结果表明,波长锁定大大提高了痕量气体浓度反演的准确性和稳定性。氨气浓度具有日变化周期:上下班时段浓度上升,中午达到最大值,夜间浓度降低,系统检测限为3.8mg.m-3.m。

980nm半导体激光器双布拉格光纤光栅波长锁定器

提出了优化由两个均匀布拉格光纤光栅组成的980nm半导体激光器波长锁定器的方法以满足光纤放大器对半导体激光器的性能要求。运用耦合模理论推导了双布拉格光纤光栅(FBG)的透射率和反射率的解析表达式和波长锁定器增益方程。研究了两光栅之间的距离、光栅到激光器前端面的距离、光栅折射率、光栅折射率周期、光栅栅长和温度对激光器增益曲线的影响,并通过优化这些参数来达到最佳的锁模性能。测量了带双FBG波长锁定器的非致冷半导体激光器的输出光谱和出纤功率。实验结果表明:高功率非致冷980nm半导体激光器在0～70℃时的波长漂移为0.5nm,边模抑制比达45dB以上,半峰值全宽度<1nm。经优化设计的980nm半导体激光器FBG波长锁定器可满足光纤放大器对非致冷半导体激光器大功率、长寿命、高可靠性、小尺寸等性能的要求。

高功率半导体激光器线阵列的波长锁定技术

高功率半导体激光器光谱随温度和工作电流的变化比较大,光谱线宽比较宽,这些缺点直接限制了其实际应用。因此,高功率半导体激光器波长稳定技术的研究是激光领域的一个重要研究方向。对波长稳定技术进行研究。实验用体布拉格光栅(VBG)作为反馈元件与高功率半导体激光器线阵列,构成可以对其波长进行锁定的外腔激光器。分析了外腔激光器的波长锁定效果与高功率半导体激光器工作电流、冷却温度、工作电流的占空比和"smile"现象等因素的关系。研究结果表明,高功率半导体激光器的工作电流、冷却温度、工作电流的占空比会影响其激射波长,当激射波长与VBG的布拉格波长差值小于3.0nm时,可以得到较好的波长锁定效果,而阵列本身的"smile"现象对其波长锁定的影响不大。

260 W波长锁定光纤耦合输出泵浦模块实验研究

半导体光纤耦合输出泵浦源是光纤激光器的核心器件,其性能直接制约光纤激光器的输出水平。采用COS封装的高功率LD芯片,通过VBG外腔光谱锁定和精密光束整形变换技术,结合偏振合束与精密聚焦耦合技术将18个LD单元耦合进105μm/NA0.22光纤,获得不低于260 W功率输出。实验表明,该模块在注入电流18 A时,可获得稳定输出连续功率264 W,对应电光效率52%,输出光谱中心波长975.92 nm,谱宽0.51 nm。该设计为获得高功率、高亮度波长稳定泵浦源提供了一条可行途径,光纤耦合输出模块工程化后可广泛应用在光纤激光器泵浦等领域。

808nm波长锁定大功率半导体激光器列阵

大功率半导体激光器列阵（DLA）具有功率高、电光转换效率高、可靠性强、寿命长、体积小及成本低等诸多优点,但其波长随温度变化较大,光谱线宽较宽,这些缺点直接限制了其实际应用。为了解决此问题,采用体布拉格光栅（VBG）构成波长锁定大功率半导体激光器系统。体布拉格光栅可以把波长锁定,同时把光谱线宽压窄,从而有效改善了DLA波长漂移和光谱线宽的情况。在载体水冷温度为30~60℃时,大功率半导体激光器列阵自由运行,波长温度漂移系数为0.26nm/℃,光谱线宽为2~3nm。当采用体布拉格光栅作为外腔反馈后,DLA的光谱线宽被压缩到了1.2nm,波长稳定在体布拉格光栅波长807.1nm附近,波长温度漂移系数小于0.005nm/℃。

F-P半导体激光器波长锁定的实现及实验分析

采用2套基于F-P窄带滤光片的鉴频光路对F-P半导体激光器波长漂移进行检测,并基于ADN 8830实现激光器动态温度闭环控制,可以达到锁定半导体激光器波长的目的.实现了该光电控制系统硬件平台,并完成了一系列的比较实验,最后对波长锁定的实验结果进行了理论分析.

可调谐半导体激光器的快速波长锁定研究

快速波长锁定机制的引入能够有效地补偿单片集成DBR(分布式布拉格反射)型可调谐半导体激光器动态波长切换过程中的热致波长抖动,提升其动态性能。文章对单片集成DBR型可调谐半导体激光器的各种波长锁定方法的特点、性能进行了比较,概括介绍了该领域的最新研究进展,并对相关发展趋势进行了分析和展望。

基于双F-P标准具的波长锁定

提出了一种基于双法布里-珀罗(F-P)标准具的波长锁定方法,利用Littman结构的外腔型可调谐激光器、标准具、波长计等搭建了一套波长锁定实验系统,将激光器调至波长范围内任意波长,分别在关闭和开启波长锁定的两种情况下记录波长变化,实验结果表明,该波长锁定方法能显著提高Littman结构可调谐激光器的波长稳定性。

双光纤布拉格光栅波长锁定器的设计与制备

运用耦合模理论推导了双光纤布拉格光栅的透射率和反射率的解析表达式,利用相关表达式计算和分析了双光纤布拉格光栅的反射特性,并与单光纤布拉格光栅作了比较。讨论了双光纤布拉格光栅反射特性与光栅间距、光栅长度和折射率微扰最大值之间的关系,为双光纤布拉格光栅波长锁定器的设计与制备提供了理论依据。最终获得双光纤布拉格光栅的结构和特性参数,并与实测的数据进行比较,结果表明两者较为一致。

可调谐DBR激光器波长锁定光路系统模拟设计

利用ZEMAX软件设计了一套应用于可调谐DBR激光器输波长锁定的光路系统,该系统包括非球面镜、分光镜、法布里-珀罗标准具和消色差双胶合透镜。借助软件中的镀膜模块设计法布里-珀罗标准具的内部结构并表征其透射谱线,通过多重结构模块构建分光系统,然后使用偏振分析模块计算系统总耦合效率和两分支的分光比。优化设计后的光路系统可应用于C波段可调谐DBR激光器20个信道的波长锁定。

可调谐三段式DBR激光器波长锁定系统

提出了一种可精确锁定可调谐三段式DBR激光器输出波长的锁定系统。使用PC采集波长漂移信号并自动调节DBR激光器相区注入电流,使其输出波长在24～26℃的温度区间,稳定于四个C波段ITU 100GHz标准信道波长。波长误差在0.01～0.03nm范围内,边模抑制比大于40dB。该方案对可调谐三段式DBR激光器的实用化具有重要意义。

基于双面金属包覆波导光强差分信号的波长锁定

利用双面金属包覆波导中超高阶导模对激光波长高度灵敏的特性,提出了一种基于光强差分信号的波长锁定方法,可有效地避免激光光强波动所带来的误差,使激光波长锁定稳定度进一步提高.该方法能实现皮米量级的激光波长锁定,且其制作工艺简单.

气体检测用激光器波长锁定系统设计

光纤气体检测中广泛采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,其中光源常用分布反馈式半导体激光二极管。由于光源输出的中心波长与气体分子的吸收峰的重合度显著影响着检测结果的精确性,从Beer-Lambert定律等理论出发阐述了一种波长稳定方法的理论依据,然后提出了波长锁定系统的原理设计和软件设计,实验结果表明该系统在气体浓度检测中是合理的。

基于偏振干涉的任意波长锁定器

设计一种可任意设定波长且具有低温度漂移特性的波长锁定器。利用YVO4和LiNbO3等材料的热光特性及引入温度反馈补偿系统方式，实现锁定器的较低温度漂移特性；通过引入两个位相差为π／2的晶体偏振干涉滤波器，使得锁定器能够在工作波长范围内任意位置的实现波长锁定，且具有近似一致的分辨率。实验结果表明，设计的波长锁定器对于固定波长（1543nm），在10～40℃的温度范围内工作时，波长锁定频率误差小于0．4GHz；当输入波长在波长锁定器的单个自由光谱范围内变化时，相同的温度范围下，最大频率锁定误差不大于0．8GHz。

时分副载波半导体DFB激光多路波长锁定器

我们研制成功8路时分副载波半导体DFB激光器波长锁定器.用1kHz正弦时分电信号,分别对8个1.55μm波段的DFB激光器进行1％的幅度调制,每个DFB激光2％的光信号分成两路,一路通过自由光谱区为100 GHz的F-P标准具,另一路作参考光,两路的光电差分信号反馈控制DFB激光器的温度,使每个DFB激光器锁定在各自所需的波长上.测试结果表明波长锁定的激光频率间隔100 GHz,波长锁定精度优于±2.5GHz。该方法同样适用于50GHz频率间隔和更多路的波长锁定.本文着重介绍该锁定器的光电信号处理和控制方法.

500kHz波长锁定878.6 nm LD双端泵浦Nd:YVO_4声光调Q激光器

报道了一种由波长锁定878.6 nm LD双端抽运Nd:YVO_4声光调Q激光器,重复频率在500 kHz时具有稳定的1 064 nm脉冲激光输出。在重频为100 kHz,晶体吸收功率58 W时,获得18.2 W的1 064 nm激光输出,光-光转换效率为31.3%,脉宽为15.2 ns;在重频为500 kHz、晶体吸收功率58 W时,获得26.1 W的1 064 nm激光输出,光-光转换效率为45%,脉宽为44.2 ns,重频在100~500 kHz下具有稳定的脉冲输出,光束质量较传统模式下有明显提高,并且转换效率也有提升。实验表明:利用波长锁定878.6 nm激光二极管直接泵浦的方式,有利于降低晶体热效应、提高光束质量,提高光-光转换效率,获得窄脉宽的脉冲激光输出,并且在一定的温度变化范围内具有极好的温度稳定性。

频谱分割ASE注入波长锁定FP-LD的研究

文章分析了频谱分割放大自发辐射(ASE)注入波长锁定法布里-珀罗激光器(FP-LD)光谱随注入种子光光功率的变化情况。实验研究了ASE频谱分割光源注入波长锁定FP-LD的增益和边模抑制比(SMSR)随注入ASE光功率以及FP-LD注入电流的变化关系。最后比较了经过不同频谱分割方法的注入波长锁定光信号在波分复用-无源光网络(WDM-PON)系统中的传输性能。

大功率980nm LD-FBG多光腔组件波长锁定的研究

文章介绍了980nmLD-FBG（激光器-光纤布拉格光栅）多光腔组件的组成和工作原理；报告了该组件在不同驱动电流和环境温度下的光谱测试结果；分析讨论了楔型耦合光纤反射率对组件光谱的影响以及波长锁定和结构优化问题。实验表明，当光功率为100-250mw、环境温度为25～75℃时，优化的多光腔组件峰值波长变4G〈O．6nm，边模抑制比〉45dB。

基于PID算法的波长锁定技术

文中主要讨论10G可调谐SFP+光模块基于DBR可调谐激光器的设计与实现。该方向主要技术涉及波长调谐、波长锁定、功率均衡以及TEC控制等。并通过PID算法实现波长锁定,该算法是对传统的位置式PID算法改进得到的。改进后的PID算法可以避免在波长锁定过程中,因Ratio过冲引起的波长失锁的问题。