单纵模分布反馈式光纤激光器的相干坍塌特性研究

通过建立复合腔模型,分析了外光反馈对单纵模分布反馈式(DFB)光纤激光器稳定性的影响,研究了外光反馈引起的相干坍塌阈值特性。通过采用模式分裂表征方法和相位噪声表征方法,对DFB光纤激光器的相干坍塌现象进行了对照检测,成功测量了瑞利散射和端面反射分别引起单纵模DFB光纤激光器发生相干坍塌时工作纵模的分裂情况,证明只考虑瑞利散射时DFB光纤激光器的阈值传导光纤长度小于200m。实验结果和理论分析相吻合,验证了采用上述两种方法检测相干坍塌的可行性,对于DFB光纤激光传感阵列的结构设计具有指导意义。

基于匹配干涉仪的光纤环形激光相干坍塌抑制

跳模会导致单波长光纤环形激光器相干性有不同程度的退化,严重影响光学系统的性能。设计一种基于匹配干涉仪的相干坍塌抑制方案,分析抑制机理。并分别搭建臂差可调的空间光匹配干涉仪(SLMI)和全光纤结构匹配干涉仪(AFMI),通过实验对抑制效果进行方案验证。结果表明:当SLMI的等效臂差不断逼近理论值时,可监测到多模匹配干涉现象,该现象等效于单纵模激光干涉,从而实现相干坍塌抑制;AFMI结构紧凑,便于嵌入光纤相干探测系统中,能有效抑制随机跳模引入的相干坍塌和相位噪声谱级的大幅上升,降低系统虚警概率。作为一种被动手段,匹配干涉仪对抑制或规避模式失稳引起的相干坍塌具有指导意义。

激光光谱展宽散斑抑制效果分析

针对激光显示技术中的散斑干扰,提出了一种利用外腔半导体激光器来展宽光谱的散斑抑制方法。利用外腔半导体激光器中光反馈引起的自混合干涉效应,适当调节反馈强度使激光器进入相干坍塌态,以获得具有宽带发射特性的激光。然后将该宽带激光光源用于散斑测量系统,由于光谱展宽降低了激光的时间相干性,从而散斑现象能够得到有效抑制。实验结果表明,在自由空间反射光路中,当激光器处于相干坍塌态时,光谱展宽至6 nm且为多纵模振荡,散斑对比度降低至0.049。