单频光纤激光器相位噪声的影响因素

单频光纤激光器是光纤通信中最具前途的一种光源,在光纤传感、激光雷达和激光测距等方面具有重要的应用,而相位噪声是衡量其性能的关键指标之一。采用示波器和动态信号分析仪方法对单频光纤激光器的相位噪声进行测量。利用功率谱、积分谱对不同泵浦源功率、种子源功率和波长的光纤激光器的相位噪声进行定性分析,结果表明:泵浦功率越大,低频相位噪声所占比重越大;而对于不同种子源功率,相位噪声在测试频段的比例基本处于同一水平;对于测试的不同种子的波长,相位噪声高频段所占比例不同,其中种子波长为1 560.48 nm比例最大。

单频光纤激光器单纵模区间测量方法的研究

提出了波长计测量法测量1550 nm保偏光纤激光器单纵模区间,并与频谱扫描法、F-P腔法等测量方法进行了比较。实验结果表明三种测量方法得到的单纵模区间相同,说明波长计测量法也可以用于1550 nm保偏光纤激光器单纵模区间的测量。

基于种子脉冲预整形的130μJ线偏振单频12μm纤芯铒镱共掺光纤激光器

报道了基于种子脉冲预整形实现的百微焦1550 nm线偏振脉冲单频光纤激光器.通过设计三角形脉冲种子波形,优化其前沿上升趋势及低强度持续时间,缓解脉冲激光在放大过程中因增益饱和效应引起的脉冲宽度压缩、激光峰值功率快速增长问题,实现高能量脉冲单频激光放大.实验中基于优化设计的脉冲种子波形,在纤芯直径为12μm的铒镱共掺光纤中,实现了脉冲宽度608 ns、能量130μJ、光谱线宽542 kHz的1550 nm线偏振脉冲单频激光输出.

基于MOPA结构1064nm单频脉冲全光纤激光器的设计与分析

高功率的脉冲全光纤激光器因光束质量高、结构紧凑、易维护等特点应用广泛。此研究设计并搭建了一种基于MOPA结构的1064 nm单频脉冲全光纤激光器。在实验室环境下详细地调试、检测了该激光器的性能(平均光功率、脉冲宽度、峰值功率及光谱),探讨了调试过程中出现的SBS,并相应地分析了可行的抑制措施。试验结果显示所设计激光器输出平均光功率最高202.2 mW、脉冲宽度2.08 ns,峰值功率达19.4 kW。此MOPA结构实现了1064 nm种子信号光接近10万倍级的放大,证明了该结构光纤激光系统的有效性,为其进一步实用化的研究奠定了基础。

基于LabVIEW的光纤激光器稳频系统设计

本文利用工控机、NI数据采集卡、外围光路搭建激光稳频硬件系统,以调制转移光谱技术为基础,使用LabVIEW FPGA开发了一套单频光纤激光器数字稳频控制软件。基于调制转移光谱产生的伺服控制信号,通过采集误差信号,经PI处理后控制压电陶瓷伸缩,将780nm的激光频率锁定在铷原子的超精细跃迁谱线上。Allan方差结果显示,短期稳定度为1.52×10^(-11)@10s;长期稳定度优于1.56×10^(-11)@100000s,可连续运行20天以上。该数字稳频软件利用图形化编程语言,大大节约开发周期,操作界面直观简洁,方便用户分析处理。已成功应用于铷87喷泉钟系统中,且该稳频系统具有通用性,可应用于原子干涉仪、激光陀螺仪等精密测量领域。

单频光纤激光器的噪声抑制

对单频光纤激光系统的输出噪声进行了测量和研究,利用前置光电负反馈方法对光纤激光器的强度噪声进行了抑制,调节反馈增益和延迟时间,可以在不同的边频处接近散离噪声极限,在分析频率6.0 MHz处抑制程度达到22 dB。

偏振可控制的单频DBR光纤激光器

利用直接写在掺铒光纤上的一对光栅提供光反馈构成谐振腔,研制出了DBR光纤激光器;采用偏振控制器调节输出光的偏振态,分别观察到了与2个光栅Bragg波长对应的单频激光输出。泵浦功率68.8mW时得到了4.3mW的激光输出。对其调制特性进行了研究。

1083nm窄线宽单频掺镱光纤激光器（英文）

提出了一种低噪声、线宽小于4 kHz、波长为1 083 nm的线形腔单频光纤激光器.该激光器引入了偏振控制器来消除线形腔内的空间烧孔效应,从而抑制了多纵模振荡.实验结果表明:泵浦功率在40~200 mW范围内时,可获得稳定的单纵模振荡,且最大输出功率可达46 mW,光学信噪比大于60 dB,其光光转换效率和斜率效率分别为23%和33.3%;经过1 h的观察,测得的激光输出功率以及光谱不稳定性分别小于3%和0.9%;在整个观察期内,没有出现模式跳跃和模式竞争现象.

基于环形滤波器可调谐单频光纤激光器的研究

设计了一种非对称环形复合谐振腔,将光纤环行器、光纤可调谐滤波器和光纤环形滤波器分别嵌入到主环形腔内,基于游标效应的原理,实现了调谐范围1020~1090 nm的高效、稳定可调谐单频光纤激光器。采用980 nm半导体激光器作为泵浦源,在中心波长1064 nm处,当泵浦功率为200 mW时,利用延迟自外差法测得单频激光的输出线宽为3.325 kHz,光信噪比均大于50 dB,以5 min为间隔,40 min内测得输出激光波长稳定性为0.02 nm。

单频布里渊光纤激光器实现近5 W功率输出

高功率单频光纤激光器在引力波探测、相干合成、非线性频率转换等领域有着广泛的应用。得益于受激布里渊散射(SBS)的窄带增益,单频布里渊光纤激光器(BFL)具有极窄线宽输出、系统结构简单的优势,成为近年来激光技术领域的研究热点。2009年,美国Rochester大学利用布里渊/掺镱混合增益实现了1 W的1080 nm BFL。2013~2014年,上海交通大学仅利用布里渊增益分别实现了1.04 W的1540 nm BFL和1.08 W的2003 nm BFL。2015年,北京工业大学采用同样的增益方式实现了1.4 W的1064 nm BFL。

基于锯齿波脉冲抑制自相位调制的高功率窄线宽单频脉冲光纤激光放大器

报道了基于锯齿波脉冲抑制自相位调制(SPM)的高功率窄线宽单频脉冲光纤激光放大器.通过优化掺镱(Yb)石英有源光纤的长度,在保证输出功率和转换效率的同时提高单频光纤激光放大器中的受激布里渊散射阈值,并采用脉冲波形为锯齿波的种子光,利用其光强对时间的变化率为常数的特性有效抑制了SPM效应导致的激光光谱展宽现象.主放大级泵浦功率为11.3 W时获得了平均输出功率为3.13 W、脉冲重复频率为20 k Hz的1064 nm单频激光输出;此时脉冲宽度为6.5 ns,对应峰值功率为24 k W,测得光谱线宽仅为83 MHz,接近变换极限水平.与采用常规高斯波形脉冲种子光的对照实验相比,锯齿波形脉冲对SPM所致的光谱展宽具有显著抑制效果,为高功率窄线宽脉冲光纤激光放大器提供了一种行之有效的方法.

基于可饱和吸收体的700 mW单频2.05μm线性腔铥钬共掺光纤激光器

报道了基于掺铥光纤可饱和吸收体的单频2.05μm线性腔铥钬共掺全光纤振荡器。腔内采用4.6 m长的铥钬共掺光纤作为增益介质,并利用未被泵浦的掺铥光纤作为可饱和吸收体实现选频,通过调整可饱和吸收体的长度可优化选频能力。在3.5 W的1570 nm激光泵浦下,获得了最高714 mW的2048.6 nm单频激光输出,相应的斜率效率为25.1%,激光光谱线宽为17 kHz。

单频DBR和DFB光纤激光器综述

综合报导近年来单频ＤＢＲ，ＤＦＢ光纤激光器研究进展，并阐述了各种光纤激光器的机理，实验装置和研究结果。

高功率和高能量脉冲单频光纤激光放大器研究进展(特邀)

脉冲单频光纤激光在激光雷达、遥感及相干光通信等领域中有着重要的应用。由于单频激光的窄线宽特性,脉冲单频光纤放大器的功率和能量提升受到受激布里渊散射效应的严重制约。从受激布里渊散射效应抑制方法出发,总结了脉冲单频光纤激光放大技术的研究进展,系统梳理了近红外波段高功率和高能量脉冲单频光纤放大器研究取得的代表性成果,进一步讨论了高性能脉冲单频光纤放大器发展面临的挑战及潜在的技术路径。

全光纤单频近单模激光首次突破千瓦输出

高功率单频光纤激光器在引力波探测、非线性频率转换、超远距离激光通信等领域具有巨大的应用需求。受激布里渊散射(SBS)效应是单频光纤激光器输出功率提升的主要受限因素。自2013年发现热致模式不稳定(TMI)效应以来,SBS和TMI双重制约致使近单模运转的单频光纤激光功率的进一步提升异常困难。经过近20年的发展,研究人员提出了外部应力/温度调控、基于光纤设计的光场/声波场调控等多种策略来抑制SBS和TMI效应,但是单频光纤激光的输出功率迟迟未能突破千瓦量级。

自研高掺Nd石英单模光纤实现890 nm及910 nm单频激光

具有线宽窄、噪声低等特点的单频光纤激光器是光纤激光研究领域的特色分支,其中~900 nm波段单频掺Nd光纤激光因可倍频产生用于水下通信的单频蓝光(~450 nm)光源,是近年来单频光纤激光研究的热点之一.稀土掺杂有源光纤是构建单频激光的关键增益材料,目前商用掺Nd石英单模光纤因掺杂浓度低且~900 nm波段荧光分支比低,难以实现高效的~900nm波段单频激光输出.