分布反馈半导体激光注入锁定及其光纤传感应用

选用普通商用带尾纤的分布反馈式(DFB)半导体激光器作从激光器,测试了DFB半导体激光注入锁定的基本特性,如不同注入光功率下的锁定带宽、模式频谱、相位噪声及输出光功率,证明了相干光注入锁定具有极大改善从激光器频谱纯度同时不影响其输出光功率的特性;锁定后的从激光器可看作一个窄带、可调谐的光滤波器,并能提供一定的功率增益,滤波器的中心波长和带宽完全由注入光信号决定。将DFB半导体激光注入锁定技术应用于基于微波电光移频的布里渊光纤传感,实现了具有布里渊频移的单频信号提取放大,解决了直流工作点漂移带来的光强波动问题。

基于注入锁定激光器的低噪声微波光子变频技术

提出并仿真论证了一种利用马赫-曾德尔调制器(Mach–Zehnder modulator,MZM)以及注入锁定激光器的微波光子变频方法。上支路激光经射频(radio frequency,RF)信号调制实现载波抑制调制后经过滤波器滤出光边带,下支路激光经本振(local oscillator,LO)信号调制实现单边带调制后通过注入锁定激光器实现光的滤波放大,两束光耦合后进入光电探测器(photodetector,PD)拍频实现上下变频。该结构充分利用了注入锁定激光器能够被输入激光锁定的特性,可以获得完美的本振光,因此,能够通过差频产生更好的微波信号。仿真结果表明,该系统无杂散动态范围(spurious free dynamic range,SFDR)大于90dB·Hz^(2/3),噪声系数(noise figure,NF)小于30dB。

基于回音壁模式微腔的激光自注入锁定技术

回音壁模式微腔具有高品质因子、小模式体积、低非线性阈值特性,与自注入锁定技术相结合可以实现激光稳频与线宽压缩,因此在激光陀螺、激光测距、相干光通信等领域具有潜在的应用价值。随着回音壁模式微腔制作工艺的不断突破,实现高集成度、稳定、低噪声、宽波长覆盖范围的光源成为研究热点。综述了基于回音壁模式微腔的激光自注入锁定技术近年来的研究进展。首先,详细介绍了回音壁模式微腔的关键参数,包括谐振波长、自由光谱范围、品质因子和模式体积;其次,分析了基于回音壁模式微腔的激光自注入锁定技术的机理,并综述了其在窄线宽激光器中的应用;随后,分析了回音壁模式微腔的非线性特性,并且介绍了由四波混频效应引起的光频梳的特性;同时,以片上集成的回音壁模式微腔为主要研究对象,阐述了自注入锁定光频梳的研究进展;最后对回音壁模式微腔在激光技术领域中的发展趋势进行了展望。

基于光反馈单片集成放大反馈激光器的窄线宽激光和微波信号产生

提出了一种基于单片集成放大反馈激光器在光反馈的条件下产生窄线宽激光和窄线宽微波信号的方法。在不同的注入电流下，放大反馈激光器可以实现稳定的单模和双模激射。单模激射下，器件的激射波长为1546．6nm，边摸抑制比可达54．2dB，线宽为9．59MHz。双模激射下，模式间距为0．3nm，对应拍频频率为37．6GHz，拍频线宽为4．2MHz。通过引入一个双环光纤外腔，可以将放大反馈激光器输出的光信号反馈回激光器，提高整个复合腔的光子寿命，从而压缩光信号的线宽。在合适的反馈强度下，单模工作时光信号的线宽从9．95MHz减小到2．6kHz。双模工作时拍频信号的线宽从4．2MHz减小到1．6kHz，均减小三个数量级以上。

Intensity Noise Suppression of an FP Laser by External Injection Locking

The optimal intensity noise suppression of a Fabry-Perot （FP） laser is experimentally acquired by relatively strong external optical injection locking technology. The maximum suppression is up to 9dB around the relaxation oscillation peak of the free running FP laser. We demonstrate how the injection light power and detuning frequency influence the intensity noise suppression effects. Additionally, the relationship between the optimal suppression range and the stable locking range is experimentally studied：both ranges enlarge as the injection light power increases, but the stable locking range permits larger detuning frequency at identical injection light power.