基于双光纤光栅法布里-珀罗滤波器的可调谐单频光纤激光器

基于游标原理,利用一对光纤布喇格光栅法布里-珀罗滤波器(FBG-FP)作为模式选择器件,设计了一种新颖的环形腔光纤激光器.从理论和实验上研究了该激光器的特性.通过对可调谐FBG-FP应力调谐,在1550.840 nm到1551.762 nm范围内,以96 pm为平均间距,获得了8个由固定FBG-FP的透射谱所确定的窄线宽稳定激光输出.实验上每隔1分钟用光谱分析仪(OSA)对输出光波长自动扫描,记录的输出光波长漂移在数皮米范围内,且功率的波动小于0.1 d B.这种可调谐的单频光纤激光器在光纤通信和光纤传感方面有潜在的应用价值.

基于法布里-珀罗腔的窄线宽光纤激光器关键技术综述

窄线宽光纤激光器在超远距离传感和高精度光谱学等方面有广泛的应用,如何压窄线宽是研究的重要方面。首先介绍了基于光纤光栅法布里-珀罗标准具的各种谐振腔结构和激光器,接着重点讨论了光纤激光器压缩线宽进而获得单频输出的机理和方法,最后对各种线宽压缩方法进行了比较。

基于弱谐振腔法布里-珀罗激光器获取中心波长可调谐的带宽可控混沌信号

基于两个弱谐振腔法布里-珀罗激光器,提出并实验研究了一种获取中心波长可调谐、混沌带宽可控的混沌信号产生方案.该方案是通过一个可调谐光纤布喇格光栅反馈弱谐振腔法布里-珀罗激光器(定义为主弱谐振腔法布里-珀罗激光器)输出的混沌光单向注入到另一个弱谐振腔法布里-珀罗激光器(定义为副弱谐振腔法布里-珀罗激光器)来实现的.研究结果表明:通过改变可调谐光纤布喇格光栅滤波器的中心波长以及反馈回路的反馈强度,主弱谐振腔法布里-珀罗激光器可输出中心波长在可调谐光纤布喇格光栅滤波器可调谐范围调谐的混沌信号;把主弱谐振腔法布里-珀罗激光器输出的混沌信号进一步注入到副弱谐振腔法布里-珀罗激光器中,通过改变注入强度和频率失谐,可产生中心波长可调谐、带宽可大范围调节的混沌信号.

适合低成本封装的1310nm FP半导体激光器芯片

以太无源光网络(EPON)技术应用广泛,但是要求器件的出纤光功率较高。采用球透镜结合窄发散角芯片的封装方式逐渐成为主流。在有源区为基于Al Ga In As材料体系脊波导结构的1 310 nm法布里-珀罗(FP)半导体激光器中加入模式扩展结构,成功研制出温度特性良好、高效率、窄远场发散角的芯片。室温下芯片的阈值电流与无扩展波导结构的芯片相当,均为10 m A量级;效率达到0.6 m W/m A;远场发散角快轴为23°,慢轴为13°;85℃的阈值电流为20 m A,效率为0.55 m W/m A。该芯片可以使用低成本的晶体管外形(TO)封装技术制成,满足EPON标准的器件。

光注入弱谐振腔法布里-珀罗激光器非线性动力学特性的实验研究

实验研究了弱谐振腔法布里-珀罗激光器在受到光注入扰动时的非线性动力学特性.通过测定"-3模"、"0模"、"13模"三个纵模输出的时间序列,功率谱和光谱分布,对其非线性动力学状态进行了判定.研究结果表明:引入光注入后,通过改变注入强度及频率失谐,这三个纵模均可呈现出四波混频、单周期态、准周期态、混沌态以及稳定的光注入锁定态等非线性动力学特性,其动力学演化路径为经准周期分岔进入混沌态.此外,为实现对动力学状态的精确控制,绘制了这三个纵模在光注入强度0μW到450μW和频率失谐-16GHz到16GHz构成的参量空间的动力学状态分布图.结果显示:"0模"与"13模"在正、负频率失谐均可观察到混沌区域,而"-3模"在负频率失谐没有出现混沌区域;"0模"存在两个分离的稳定的光注入锁定态区,而在"-3模"和"13模"仅观测到一个稳定的光注入锁定态区.

外注入非制冷式FP半导体增益开关激光器产生低抖动光脉冲的实验研究(英文)

报道了低成本、非制冷法布里-玻罗腔半导体增益开光激光器稳定地产生超短脉冲的实验研究.通过使用外部连续光注入,增益开光激光器的脉冲抖动得到了有效的抑制.实验结果表,明当选择合适功率的连续光注入到非制冷半导体增益开关激光器腔内,可以稳定地产生脉宽26ps、抖动低于400fs、重复频率2.5GHz的脉冲序列.

法布里-珀罗激光器在WDM-PON技术中的应用

波分复用无源光网络(WDM-PON)被誉为FTTH的最终解决方案,而法布里-珀罗激光器因其价格等优势在WDM-PON中具有非常好的应用前景。文章在介绍WDM-PON技术的基础上,重点介绍了法布里-珀罗激光器(F-P激光器)在WDM-PON中的应用。

光通信系统中新型可调谐半导体激光器的设计

为了适应当前光通信系统对波长可调谐激光器的需求,提出用游标效应来实现波长可调谐的激光器,设计了一种功率稳定且频率可调的三段式开槽法布里-珀罗结构可调谐半导体激光器,给出了系统结构的设计原理,并进行了理论分析和实验验证。取得了三段式开槽法布里-珀罗结构可调谐半导体激光器激射谱叠加图数据,利用光纤延迟自外差法测量激光器线宽,对比了3种不同激光器的线宽测量曲线。结果表明,基于游标效应设计的新型开槽法布里-珀罗可调谐半导体激光器波长调谐机制简单方便,且具有很好的单模性和信道切换能力。该研究在未来的光通信领域中具有一定的应用价值和实际意义。

基于高阶边带注入法布里-珀罗激光器的多路线性扫频光源

基于高阶边带调制和光注入法布里-珀罗(F-P)激光器的波长选择性放大理论,设计并实现了一种具有较宽扫频范围和较窄线宽特性的多路线性扫频光源(SOS)。由窄线宽激光器阵列产生的多个光波经过线性扫频电信号调制后,产生多路高阶边带扫频光信号。利用同步电流补偿,将光信号注入并锁定F-P激光器的多个纵模,经放大边带信号后能获得多路线性扫频光源。实验使用了4个窄线宽激光器,将光信号注入F-P激光器锁定三阶边带,可以同时产生4路线性扫频光源,其扫频范围和扫频速率比一阶边带数值提高了3倍,分别为39.8~44.2 GHz和9.28 THz/s,实现线性度超过99.9992%和线宽低于1 kHz。所提结构可以应用于调频连续波(FMCW)激光雷达和光频域反射(OFDR)分布式光纤传感。

基于法布里-珀罗干涉仪的激光谱线特性测量研究

法布里-珀罗干涉仪(简称F-P干涉仪)是具有高光谱分辨能力的光学测量仪器.通过分析F-P干涉仪的干涉图样,能够测量光谱学中的超精细结构,因此在精密光学测量领域中具有重要的研究意义.本文从F-P干涉仪的基本特性出发,介绍干涉仪的基本结构,着重阐述了基于F-P干涉仪的激光谱线特性测量方法,以期为教学与科研提供参考.

双光纤光栅法-珀腔可调谐窄线宽激光器

基于游标原理,利用一对自由谱宽(FSR)略有不同的光纤布喇格光栅法布里-珀罗腔(FBG-FP)作为模式选择器件,设计了一种新颖的环形腔光纤激光器。从理论和实验上研究了该激光器的特性。通过对可调谐FBG-FP应力调谐,在1552.240～1552.912 nm范围内,以96 pm为平均间距,获得了8个由固定FBG-FP的透射谱所确定的窄线宽稳定激光输出。8个输出波长的平均功率为-17.66 dBm,波动在0.7 dB范围内。当泵浦光的功率为95 mW的时候,输出信号的信噪比均大于50 dB。实验上每隔1 min用光谱分析仪(OSA)对输出光波长自动扫描,记录的输出光波长漂移在数皮米范围内,且功率的波动小于0.1 dB。这种可调谐的窄线宽光纤激光器在光纤通信和光纤传感方面有潜在的应用价值。

非线性法布里-珀罗腔的双稳态特性分析

应用传输矩阵的方法研究了垂直微腔多量子阱结构的双稳态特性 ,计算结果表明 ,分布布喇格反射器 (DBR)的高折射率介质紧挨着非线性介质 (多量子阱结构 )时更容易产生双稳态 ,我们计算了非线性法布里 -珀罗腔的反射相位与入射光功率关系曲线 ,反射率与入射光功率的关系曲线 ,和作为反射镜的DBR的对数对双稳态性质的影响等。

光纤通信用半导体激光器

光纤通系统中大部分用到的光源就是半导体激光器,但是在不同的层次和结构的光纤通信系统中所需要的半导体激光器类型也大不一样。本文主要内容是先介绍光纤通信的发展趋势,然后通过介绍几种较为典型的光纤通信用半导体激光器件,比如研究法布里-珀罗激光器,分布反馈半导体激光器,垂直腔面发射激光器等一些比较典型且常用的半导体激光器的特点和发展方向,基于此对本文内容做出总结,对光纤通信用半导体激光器未来的发展提出一些展望。

基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变解调方法

提出并实验验证了一种基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变传感器解调方法,该方法综合了光纤法布里-珀罗干涉技术和匹配光纤光栅滤波法的优点.通过半导体制冷片和压电陶瓷组成的闭环负反馈控制系统,精确调节匹配光栅法布里-珀罗干涉仪的温度和应变,有效解决了光栅法布里-珀罗干涉仪的失配问题,从而保证系统静态工作点处于最佳匹配位置,同时能够避免探头因环境温度波动导致的测量误差.实验结果表明,该系统能够响应50～800Hz的输入信号,应变最小分辨力至少为0.4nε/Hz1/2,解调灵敏度高,且不受环境温度波动的影响,因而在动态应变或振动测量中具有较高的实用性.

法布里-珀罗标准具的制作

利用已废的氦-氖激光器,制作法布里-珀罗标准具,由此制作的标准具非常适合用来研究光谱线的超精细结构。

基于可调谐激光器的局部放电光纤法珀传感器

针对局部放电测量中的光纤法珀传感器，研究了其工作点稳定和提高灵敏度的参数优化方法．通过改变可调谐激光器的波长稳定了传感器的工作点．用激光器波长调谐范围确定腔长，令玻璃薄板的反射率为1，根据单模光纤对高斯光束的耦合特性和多光束干涉原理，通过迭代算法得出光纤端面的最优反射率．基于波长调谐范围1530～1565nm的可调谐激光器，制作了自由光谱范围28nm，腔长43μm，玻璃薄板反射率大于0．97，光纤端面反射率0．52的法珀传感器．经实验测试，法珀腔光损耗为10％，条纹对比度为1．实验结果表明，基于可调谐激光器的传感器工作点稳定，可测试最小局放声压约为1Pa，达到实用要求．

基于全介质薄膜法布里一珀罗滤光片的1550nm可调谐外腔半导体激光器

提出并实现了一台基于单腔全介质薄膜法布里一珀罗滤光片的1550nm可调谐外腔半导体激光器。介绍了其内部的光学元件及其工作原理，随后对该半导体激光器的纵模输出特性进行了理论分析，搭建了该可调谐外腔半导体激光器。在不同的实验条件下，对该可调谐外腔半导体激光器在调谐过程中的输出波长、线宽及功率进行了实时同步测量。由所测数据总结出最佳实验条件，并得到了此条件下可调谐外腔半导体激光器的各相关参数。该可调谐外腔半导体激光器有一个线性的无跳模波长调谐区域（1547．203～1552．426）nm，一个稳定的输出光功率范围（40～50）μw，以及一个稳定的输出单纵模分布、线宽范围（100t150）MHz。该可调谐外腔半导体激光器可用于环境监测、原子与分子激光频谱研究、精确测量等领域。

1570 nm和1548 nm双波长单频掺饵光纤激光器

针对高精度相干激光探测需求,提出了一种基于环形腔结构的双波长单频输出掺饵光纤激光器。该激光器使用未泵浦的掺饵光纤作为可饱和吸收体,结合标准具结构的光纤法布里-珀罗滤波器和光纤布拉格光栅,实现1570 nm和1548 nm附近的双波长单频激光输出,其中心波长分别为1569.97 nm和1548.06 nm,光信噪比分别达到58 dB和55 dB。通过在100 min内对输出激光光谱和功率的连续数据采集,得到输出功率波动分别为0.01 dB和0.02 dB,且光谱仪上始终未见输出激光光谱中心波长变化,表明输出激光具有良好的工作稳定性。采用延时非零自外差法测量了输出激光的线宽,测得1570 nm处激光线宽约为230.2 Hz,1548 nm处线宽约为223.6 Hz。

可调波长半导体激光法布里-珀罗干涉仪

为了对激光干涉仪、高精度位移传感器等测量系统进行纳米级精度的非线性误差校准,需进一步提高中国计量科学研究院与清华大学合作研制的差拍F-P干涉仪的线性度、稳定性及测量范围。在合理分析空气折射率变化及He-Ne激光器纵模调谐范围等因素对测量的影响基础上,设计并制作了密封干涉光路的真空系统,并用调谐范围较大的半导体激光器作为工作激光器。实验结果表明,系统在大于1/4波长的行程范围内的线性度有明显的提高,最大非线性误差由8.93 nm减小至1.19 nm。

基于光纤光栅法布里-珀罗腔的高效窄线宽光纤激光器

报道了采用双光纤光栅(FBG)法布里-珀罗(F-P)腔选模的线形腔结构窄线宽光纤激光器。激光器以高掺杂Er^(3+)光纤为增益介质,利用全光纤型法拉第旋转器(FR)抑制空间烧孔效应,通过两个短光纤光栅法布里-珀罗腔选模,产生了稳定的1534．83 nm单频激光输出。激光器采用两支976 nm单模激光二极管(LD)抽运,两端输出。激光器阈值抽运光功率为12 mW,在总抽运光功率为145 mW时总输出信号光功率为39．5 mW,单端最高输出信号光功率为22 mW。光-光转换效率为27％,斜率效率为29．7％。随着抽运功率的增加,激光器输出功率趋于饱和。采用延迟自外差方法精确测量光纤激光器线宽,实验中使用了15 km单模光纤延迟线,由于测量精度的限制,得到激光器的线宽小于7kHz。这种光纤激光器具有输出功率高、线宽窄、信噪比高的特点,可用于高精度的光纤传感系统。