基于光子晶体光纤的布里渊光纤激光器

为提高普通布里渊激光器的输出功率和激光效率,提出一种基于小纤芯光子晶体光纤(PCF)的环形腔布里渊光纤激光器.在环路中加入了掺铒光纤放大器和光滤波器,抵消了光纤环路的损耗,削减了掺铒光纤的受激辐射.实验结果表明,应用该激光器只需25 m的小纤芯PCF就可实现稳定的布里渊激光输出,并且输出激光的主要能量来源是环中的掺铒光纤放大器.与普通单模光纤相比,小纤芯PCF具有非线性效应强、布里渊增益大的特点,适合作为布里渊光纤激光器的增益介质.

高稳定性单纵模布里渊光纤激光器的实验研究

本文提出了一种用可调谐半导体激光器(TLS)泵浦的高稳定性单纵模布里渊光纤激光器(SLM BFL)。该激光器利用Brillouin泵浦光(TLS激光)只在环形器内运行一次,这样Brillouin泵浦光就不会在谐振腔内共振,确保了激光器谐振腔的高稳定性从而使Brillouin激光在该谐振腔内形成共振而输出。实验发现当Brillouin增益介质光纤的长度缩短到13.4m时谐振腔的自由光谱范围变为15.2MHz,正好与光纤的Brillouin增益带宽接近,此时SLMBFL开始表现为单纵模振荡。实验结果表明,该光纤激光器的功率转化效率为42.5%,最大输出功率为267.6mW。单纵模激光输出的信噪比与其泵浦激光的信噪比提高近10dB。SLM BFL对TLS的高频噪声有很好的抑制作用,其输出线宽小于5KHz。

线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究

文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1480nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1480nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1540nm变化到1570nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139~172mW及196~294mW范围变化;保持1480nm激光器泵浦功率为623mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。

布里渊光纤激光器的研究及发展前景

介绍了布里渊光纤激光器的原理、研究进展,并讨论了其发展前景:光子晶体光纤由于特殊的光纤结构和应力,可以同时产生具有不同Stokes频移的多种模式SBS,在设计多波长布里渊光纤激光器上颇具优势;高重复频率的多波长超短光脉冲光纤激光器和高功率单频光纤激光器,是布里渊光纤激光器的发展方向;利用各种特种光纤的SBS效应,是制作高稳定的布里渊光纤激光器的有效方法之一。

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。

同时输出LP_(01)/LP_(11)模式的布里渊少模光纤激光器研究

为了获得光纤激光器的基模LP_(01)和高阶模式LP_(11)同时输出,采用环形腔结构,少模光纤的受激布里渊散射效应和单模掺铒光纤的增益共同提供腔内放大,利用模式选择耦合器进行腔内模式间的转换,单模/少模光纤耦合器分别提供激光输出。实验结果表明,LP_(01)模式和LP_(11)模式能够同时输出,和种子光相比波长偏移均为0.12 nm,输出光谱信噪比分别为22.69 dB和74.827 dB,功率转换效率分别为4.6×10^(-3)%和7.827%,波长稳定性分别为0.54 nm和0.026 nm,功率稳定性分别为3.277 dB和1.262 dB。研究结果可为多输出模式光纤激光器的后续应用提供参考光源。

基于双波长布里渊光纤激光器的微波信号产生

提出一种新颖的基于双波长布里渊光纤激光器产生微波信号源的结构,通过调节偏振控制器(PC)产生稳定输出的双波长光信号,利用输出的双波长产生10.75GHz的微波信号。一段10km长的普通单模光纤(SMF)作为布里渊增益介质,一段4m长未抽运的保偏掺铒光纤(PM-EDF)和一个由2×2的3dB耦合器组成的微环结构用来抑制边模,一个超窄线宽的分布反馈(DFB)激光器作为布里渊抽运(BP)源。产生的10.75GHz的微波信号通过50GHz带宽的光电探测器(PD)拍频并通过电频谱分析仪(ESA)观测,产生的微波信号线宽约为600kHz。

基于反馈光纤环的窄线宽单纵模布里渊光纤激光器

提出一种基于反馈光纤环(FFL)的窄线宽单纵模布里渊激光器(BFL),主腔是由光环形器构成的单通谐振腔,长度从传统单纵模BFL的10m扩展并优化至50m,FFL的光纤作为激光器主要增益介质,为了获得单模运行,则将其长度选为传统单纵模BFL的光纤长度10m。通过理论分析,相对于传统的单纵模窄线宽BFL,基于FFL的BFL阈值和线宽都可以得到改善。实验中,与两组不同长度单模光纤进行对比分析,优化了基于FFL的BFL环长,同时将系统置于保温盒中,消除外界对系统的干扰,最终获得的阈值为99mW,边模抑制比提高了45dB,1h内输出功率波动为0.8dB的单纵模布里渊激光,利用延时干涉的方法,测得线宽约为3.23kHz,与理论分析值相符。

一种基于分布反馈光纤激光器的超窄线宽布里渊光纤激光器

介绍了一种基于分布反馈光纤激光器的超窄线宽布里渊光纤激光器。采用布里渊环形腔结构,以分布式反馈光纤激光器作为布里渊泵浦光源,以输出波长为980nm的半导体激光器作为腔内掺铒激光放大的泵浦光源,实现了超窄线宽的布里渊激光输出。布里渊环形腔腔长为10m,加偏振控制后可获得单频布里渊激光输出。为保证激光器的单纵模输出,分布反馈光纤激光器和半导体激光器泵浦光源功率应分别不低于20mW和50mW。泵浦光源输出功率最大为250mW时,最终布里渊激光输出功率超过15mW,线宽可小于100Hz。

布里渊光纤环形激光器及其应用

综述了布里渊光纤环形激光器的研究进展 ,指出布里渊光纤环形激光器具有线宽窄、频率稳定、增益方向敏感等优点。介绍了布里渊光纤环形激光器在布里渊光纤陀螺中的应用及其发展前景。

受激布里渊光纤环形激光器及其阈值分析

布里渊光纤激光器得到了广泛应用,为了确定谐振腔的光纤长度,首先综述布里渊光纤环形激光器的研究进展,指出受激布里渊光纤环形激光器的优点及主要应用,并提出一种受激布里渊光纤环形激光器的方案。从非线性的受激布里渊散射理论出发,根据受激布里渊散射的阈值模型,推导并得出受激布里渊散射的阈值公式,研究受激布里渊光纤激光器中受激布里渊散射效应的阈值与谐振腔中光纤长度的关系,并进行仿真。仿真结果与实验结果相符,对受激布里渊光纤激光器谐振腔的设计具有参考价值。

可用于产生微波信号的间隔可调双波长光纤激光器

为了获得不同间隔双波长信号输出,提出一种基于受激布里渊效应产生双波长激光的实验装置,利用不同间隔双波长输出信号进行拍频实验可获得可调的微波信号输出;利用一段10km长普通单模光纤(SMF)作为布里渊增益介质,一个线宽为5kHz分布反馈激光器(DFB)作为布里渊抽运源,一段未泵浦的保偏掺铒光纤用作饱和吸收体抑制边模,通过改变未泵浦保偏掺铒光纤的长度,可获得不同间隔输出的双波长光纤激光器,实验获得波长间隔为0.170nm和0.085nm的激光信号输出,分别对应20GHz和10GHz的微波信号。

基于8字型结构布里渊多波长光纤激光器的可调谐高频微波产生

提出基于8字型结构布里渊多波长光纤激光器的可调谐高频微波的产生方法,该结构耦合输出奇次阶斯托克斯光,从而实现间隔约为20GHz或0.16nm的双波长激光信号输出,第一阶斯托克斯光和第三阶斯托克斯光功率变化在±0.35dB以内。双波长激光信号通过外差的方式进入高速光电探测器产生21.39GHz的微波信号,所得到微波信号的信噪比约为20dB,通过拟合得到3dB线宽约为2MHz,微波信号功率变化在±0.75dB以内。并对比抽运光和第二阶斯托克斯光拍频的微波信号线宽,线宽约为2 MHz。通过调节抽运光的波长实现了微波信号可调谐,范围为±0.28GHz。实验结果说明,所提结构可实现近20GHz的可调谐微波信号,对进一步提高微波信号的质量进行了分析。

基于反馈光纤环的可调多波长布里渊掺铒光纤激光器

提出一种基于反馈光纤环（FFL）的多波长布里渊掺铒光纤激光器（Mw-BEFL）。主腔由光环形器构成单通谐振腔，长度为50m，而FFL选用传统单纵模布里渊光纤激光器的光纤，长度为10m，以保证每一阶斯托克斯波及反斯托克斯波处于单纵模运行状态，并添加恒温系统消除外界干扰。采用延时干涉法，测得第一阶斯托克斯有45dB的边模抑制比和3．23kHz的线宽，通过调节不同的掺铒光纤放大器（EDFA）功率，对比分析了每一阶斯托克斯波和反斯托克斯波的关系。利用级联受激布里渊散射和四波混频效应，最终获得了50nm（1520-1570nm）可调范围的间隔为0．084nm的15个稳定输出的多波长布里渊掺铒光纤激光器。

超短环形腔布里渊掺铒光纤激光器

提出了一种超短环形腔布里渊掺铒光纤激光器(BEFL),腔长仅为10m。该BEFL以4m长的普通掺铒光纤(EDF)为激光增益介质,腔外布里渊抽运光和980nm抽运光的注入在掺铒光纤中,分别引入非线性布里渊增益和线性掺铒光纤放大器(EDFA)增益。实验结果表明,BEFL工作在单纵模状态,输出信噪比高(>40dB),抽运阈值低(～20mW),输出功率大(>10mW),且布里渊抽运光不仅决定BEFL的输出波长,更对其抽运阈值和出光功率有重要影响。

单纵模布里渊掺铒光纤激光器的实验研究

提出了一种具有多环形腔(MRC)和光纤布拉格光栅可调谐滤波器(FBG-TF)相结合的单纵模布里渊掺铒光纤激光器(BEDFL)。实验中通过观察激光器输出光的拍频信号分析其光谱精细结构,分别讨论了布里渊增益、FBG-TF、MRC对BEDFL单模输出的贡献,给出了激光器的功率特性曲线和波长稳定性测试图。实验得到了在1550 nm处功率为4 dBm,信噪比(SNR)>60 dB,线宽小于1.5 kHz的稳定单纵模输出光。

一种测量超窄激光线宽的新方法

提出使用布里渊光纤环形激光器产生的二阶Stokes光作为参考光测量超窄激光线宽的新方法.分析了布里渊光纤环形激光器的一阶和二阶Stokes光的线宽压缩特性,指出输出的二阶Stokes光线宽可以压缩到亚Hz量级.理论上分析了使用零线宽参考光的拍频法测量激光线宽的特点,结果表明参考激光为理想零线宽时,拍频频谱与待测激光频谱线型形状完全相同.最后指出该方法可以有效测量<100kHz的激光线宽,并且具有装置简单、测量精度高和测量波段宽的优点.