注入锁定光纤环形腔激光器实验研究

利用注入锁定技术，将中心频率稳定、窄线宽的ＤＦＢＬＤ作为主激光器，将光纤环形腔激光器作为从激光器．在实现注入锁定后，利用光纤环形腔谐振特性，有效压窄了注入光线宽．得到了中心频率稳定，较之ＤＦＢＬＤ线宽更窄的输出激光，目前线宽已被压窄到７０ｋＨｚ．

注入锁定掺铒光纤环形腔激光器及波长调谐技术

研究了掺铒光纤环形腔激光器(EDFRL)的注入锁定现象,提出了一种实现可调谐的单纵模EDFRL波长及功率稳定的新方法,即利用注入锁定技术向法布里-珀罗可调滤波器结合复合腔结构的EDFRL腔内注入低功率的连续光,使某一纵模在注入连续光的基础上起振.这个纵模在对增益介质的竞争中可以稳定地占据优势,从而与注入信号发生锁定,实现激光器输出光谱的稳定.实验得到激光器在1527.4～1561.9nm范围内波长可调,输出功率>0.6dBm,信噪比(SNR)>43dB;输出光波长与功率抖动分别<0.01nm和≤0.02dB,且线宽约为1.4kHz.

半导体光纤环形腔激光器调谐特性的实验研究

采用国产半导体器件 ,组建了半导体光纤环形腔激光器 (FRSLs)的实验装置及相应的测试系统 ,系统地研究了FRSLs的输出和调谐特性。结果表明 ,已实现高速调制情况下的动态单纵模调谐 ,并获得波长调谐范围大于 36nm的稳定光脉冲输出。确立了FRSLs的阈值特性、输出功率等物理参量与振荡波长之间的关系 ,提出通过控制分光比来优化和兼顾FRSLs的调谐范围及输出功率。实验结果较好地与理论模拟结果相吻合 ,为进一步改善FRSLs的性能指标提供了实验依据。同时 ,这些分析与结论对于相关结构类型的激光器设计也具有一定的参考价值。

可调谐掺铒光纤环形腔单纵模激光器

利用驻波干涉和饱和吸收诱发的自写入光纤光栅的窄带滤波特性及反射波长自适应特性,通过内置可调谐介质薄膜滤波器研制成了可调谐掺铒光纤环形腔单纵模激光器。其有效可调谐波长范围达33nm,在波长连续调谐范围之内均为单纵模输出,激光线宽稳定在2.35KHz以下。

铒镱共掺磷酸盐光纤环形腔脉冲激光器

利用管棒法拉制出单位长度增益大于3.0dB/cm的高掺杂浓度的铒镱共掺磷酸盐单模光纤;以这种光纤作为增益介质,并利用非线性偏振旋转技术实现了毫瓦级脉冲激光输出.当泵浦功率为300mW时,环形腔光纤激光器的平均输出功率为8.13mW,脉冲重复率为17.1MHz,脉冲激光光谱的3-dB带宽为0.49nm,转换极限脉冲宽度为5.0ps.

基于半导体光纤环形腔激光器的全光广播式超宽带信号源

提出一种新型的基于半导体光纤环形腔激光器(semiconductor fiber ring laser, SFRL)全光超宽带(ultra-wideband, UWB)信号源的方案,该方案可以同时产生3路高斯脉冲一阶导数脉冲(monocycle) UWB信号.建立了这种全光UWB信号源的宽带理论模型,通过数值模拟的方法研究SFRL中的半导体光放大器(semiconductor optical amplifier, SOA)的注入电流、激射光波长、输入信号光功率和波长对monocycle信号性能的影响.结果表明:SOA的注入电流在200-220 mA时可以获得对称性较好的monocycle脉冲;输出monocycle脉冲平均功率和正、负脉冲振幅随激射光波长增加而增加;较低的输入信号光功率可以获得性能较好的monocycle信号;输入信号光波长对输出monocycle信号有一定的影响,但影响很小.

基于光纤环形镜滤波的L波段可调谐光纤激光器

设计并制作了基于保偏光纤的可调谐光纤环形镜滤波器,利用环形腔结构在L波段获得了40nm的可调谐激光输出(1570～1610nm)。采用光纤光栅反射ASE(放大的自发辐射)的方法有效地降低了光纤激光器的阈值功率。

基于光纤环形激光器的传感技术研究与应用

基于光纤环形激光器的新一代光纤传感系统通过解调激光波长偏移来检测外界参量变化,得利于激光光谱窄线宽及高信噪比的特性,可实现高分辨率、高灵敏度、大动态范围的传感监测。文章介绍了包括基于光纤光栅、迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗腔、萨格奈克环以及马赫-曾德尔干涉仪等多种结构的光纤传感器工作原理,以及进一步构成光纤环形激光传感器的特性和多种应用案例,并对未来该领域的关键技术发展进行了分析。

基于SOA环形腔激光器的理论分析

给出了描述半导体光放大器(SOA)考虑损耗时放大特性的新公式,特点是定义了一个特征函数,使公式变得简洁好记.得到了由SOA经过光纤反馈构成的环形腔激光器的起振条件、不同反馈系数时的振动输出功率、以及在高斯滤波器条件下的输出光谱,其输出光谱比滤波器的带宽要宽得多.

L-波段可调谐环形掺铒光纤激光器

报道了一种波长调谐范围达 4 1nm(15 6 9nm到 16 10nm)的L -波段环形腔掺铒光纤激光器。波长选择部分由偏振控制器和偏极器构成 ,通过调整环形腔内偏振控制器 ,改变腔内不同波长的偏振态以获得可变波长输出。高双折射光纤的引入 ,能够极大的压缩线宽 ,3dB线宽≤0 .12nm ,在 15 90nm的斜率效率为 2 4 .7%。

一种可调谐掺铒光纤激光器的研究

文章基于掺铒光纤在1 550 nm波段的增益特性,利用光纤光栅作为调谐装置,设计了可调谐光纤光栅激光器的简单结构,通过改变光纤光栅的温度对光纤激光器的波长进行了调谐。更重要的是实验分析了不同掺铒光纤长度对激光输出功率的影响,在温度为25℃时,实验中分别取10、20和30 m 3种不同光纤长度进行了测试,结果表明,不同长度的掺铒光纤,其阈值不同。

一种基于相移光栅的光纤激光器的仿真分析

相移光栅作为窄带宽透射型滤波器件在光纤激光器设计中有很高的应用价值。研究了基于啁啾相移光栅的环形腔掺铒光纤激光器的仿真模型。利用传输矩阵法仿真了啁啾相移光栅的传输谱,并对行波速率方程进行数值化模拟,得到了激光器工作时,掺铒光纤上能级粒子数、输出激光功率时域变化以及输出激光频谱。仿真采用功率为0.3 W的980 nm泵浦源得到了输出约为0.078 W,带宽为0.02 nm的连续光输出。同时,详细分析了输出激光功率随泵浦功率和输出耦合比值的变化情况。仿真结果表明,输出激光功率随泵浦光功率呈线性变化,存在一个最优的输出耦合比值使输出光功率值最大。

基于压电陶瓷闭环控制的线性可调谐环形腔光纤激光器

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 k Hz,波长稳定性为±0.01 nm,功率稳定性为±0.3 d B。

可调谐光纤环形腔激光器输出特性的理论与实验研究

提出一种简单的理论模型 ,并通过数值模拟详细研究了可调谐光纤环形腔激光器的输出特性随掺铒光纤长度、输出耦合比、抽运功率、腔内损耗等参量的变化关系 .理论分析得到 ,通过参量优化可以实现在铒离子增益范围内超过 130nm带宽 (15 0 0— 16 30nm)的激光输出 .实验获得了 10 0nm带宽 (15 18 5— 16 18 5nm)的可调谐激光输出 ,激光器输出功率高 ,信噪比在大部分可调范围内高于 6 0dB 。

基于半导体光纤环形腔激光器的新型全光AND门和NOR门

提出了一种新型的基于半导体光纤环形腔激光器(SFRL)中同时发生的四波混频效应和交叉增益调制效应同时实现全光AND门和NOR门方案,并建立了这种全光逻辑门完整的宽带理论模型.通过数值模拟的方法,研究了输入信号光峰值功率及SFRL中两个耦合器的耦合比对这种全光逻辑门输出特性的影响.

光纤光栅选频环形腔掺Yb^(3+)光纤激光器

采用自行研制的掺Yb3 + 单模光纤和新颖的全光纤连接方案 ,实现了 10 6 0nm窄线宽、环形腔光纤激光器的成功运转。从理论和实验上探讨了耦合器输出比对激光器输出性能的影响 ,对不同光纤长度所构成的激光器进行了实验研究 ,发现在现有实验条件下 12m为最佳长度。入纤抽运阈值功率约为 30 .2mW ,当入纤功率达最大值4 2 .8mW时 ,得到最大激光输出 7.5mW ,半峰全宽≤ 0 .2nm ,相对于入纤抽运功率的斜率效率为 6 1.7%。

宽带可调谐掺Yb^(3+)光纤环形腔激光器

讨论了利用腔内偏振控制器(PC)在掺Yb3+光纤激光器中实现连续可调谐激光输出的机理,采用976nm半导体激光器(LD)作为抽运源,高掺杂浓度掺Yb3+光纤作为增益介质,调整腔内PC,得到连续调谐宽度达20nm(1030～1050nm)、线宽小于0.2nm的输出光脉冲,激光阈值为40mW。在输入功率为110mW、输出耦合比为90∶10时,最大输出功率为6.5mW,斜率效率为10%。与其他结构光纤激光器相比,这种全光纤结构具有更高的效率和更好的稳定性,且在整个调谐宽度范围内,激光输出功率具有很好的平坦度。

环形腔光纤激光器波长选择技术

用波分复用 (WDM)光栅串作环形腔端镜 ,调节F P滤波器透过的共振波长 ,实现对应光栅波长的稳定激光输出 ,其斜率效率在 0 0 9左右 ,实验表明光栅反射率以及所处波长处的增益影响激光阈值的大小。用全反镜替代光栅串 ,在 15 30～ 15 75nm范围内可对输出波长进行连续调节。

光纤环形腔激光陀螺中的闭锁效应

通过理论分析,得到了掺铒光纤环形腔激光陀螺中存在后向反射时,陀螺的两束激光频差和陀螺转速动态关系的解析表达式,并用矢量图明确表明了闭锁效应出现的条件。分析表明光纤激光陀螺的闭锁主要是由瑞利后向散射引起的,这一散射虽然在红外波长甚弱,但在有源环形腔内会被显著加强,因此成为陀螺闭锁的主要原因。实验证实了上述理论分析结果,在陀螺旋转速度小于10°/s时出现了闭锁。

全光纤结构超短脉冲光纤放大器

本文利用掺Yb光纤的非线性偏振旋转效应搭建了光纤环形腔激光器,通过改变增益光纤的长度和耦合器输入输出的比例,对其进行优化,获得了稳定的自启动锁模脉冲,并以此作为种子源,采用主振荡功率放大MOPA全光纤结构,以双包层掺Yb光纤为增益介质实现了对种子源信号光的放大,获得了平均功率2.042W、中心波长1063.8nm、重复频率41.3MHz、脉冲宽度45ps、单脉冲能量49.4nJ、峰值功率1.1kW的锁模脉冲激光,光光转换效率为40.8%,为实现更高功率的全光纤结构的脉冲激光系统提供了条件。