马赫-曾德复合腔激光器泄漏功率的输出特性

基于自组织相干合成原理,在马赫-曾德复合腔中引入3dB光纤环镜为共用腔镜,低反(4.5%)布拉格光栅作为输出腔镜,获得了93.5%的相干合成效率;通过对泄漏端功率输出特性的研究,在理论和实验上研究了复合腔自组织相干的物理机制。为相干合成技术研究提供新的分析思路和更便捷的方法,并能在简单的实验设施下实现。

2μm波段多波长可调谐光纤激光器研究

设计了一种基于马赫-曾德(M-Z)光纤干涉滤波器的可调谐多波长掺铥环形光纤激光器,M-Z光纤滤波器由两个3 d B耦合器级联构成,通过光纤耦合器接入环形腔中,并利用Sagnac光纤反射镜实现反射式滤波。实验利用一个发射功率为250 m W的1573 nm光纤激光器作为泵浦源,通过一个1570/2000 nm波分复用器(WDM)注入一段4 m长单模掺铥光纤(TDF)中获得2μm波段光增益。环形腔内加入偏振控制器(PC)调节腔内损耗,实现了2μm波段可调谐多波长输出,观测到最多3个波长激光。

基于全光纤滤波技术的多波长掺铥光纤激光器

设计了一种基于马赫-曾德和光纤光栅滤波结构的掺铥光纤激光器,实现了2μm波段多波长激光输出。马赫-曾德滤波器由2个3 d B耦合器构成,光纤光栅反射波长为1950.35 nm,滤波器的波长间隔为1.6 nm,激光器阈值为70m W。通过实验证明了采用马赫-曾德结合光纤光栅进行滤波能够有效提高波长稳定性,实验中通过调节偏振控制器能够实现稳定的单波长、双波长及三波长激光输出。1892.2 nm单波长激光的波长漂移和功率漂移分别小于0.6 nm和0.969 d B,边模抑制比为49.75 d B;1902.8 nm和1932.0 nm双波长激光的波长漂移均小于0.4 nm,功率漂移分别小于1.021 d B和2.583 d B;1895.7 nm、1902.5 nm和1931.9 nm三波长激光的波长漂移分别小于0.4 nm、0.3 nm和1.0 nm,功率漂移分别小于2.548d B、1.441 d B和0.809 d B。输出激光3 d B线宽均小于0.8 nm。

热扩芯光纤滤波器构成的多波长可调谐掺铒光纤激光器

提出了一种基于由热扩芯光纤构成的马赫-曾德干涉滤波器的新型多波长可调谐环形腔掺铒光纤激光器.马赫-曾德干涉滤波器由一段掺镱光纤和两根实验室自制的热扩芯光纤熔接而成.当马赫-曾德干涉滤波器中的掺镱光纤受到980 nm激光二极管泵浦时,滤波器的干涉条纹将向长波长方向漂移.利用该可调谐滤波器构建一个环形腔掺铒光纤激光器,获得了11个激射波长同时输出,每个激射波长的信噪比都超过40 dB.通过改变掺镱光纤的泵浦功率,激光器的激射波长可调.

基于多通道FP-FBG的波长可切换单纵模掺铥光纤激光器

对2μm波段的法布里-珀罗光纤光栅进行了仿真分析和实验制作;设计并搭建了一种基于多通道法布里-珀罗光纤光栅滤波器的三波长间可切换的单纵模复合腔掺铥光纤激光器。激光谐振腔内使用由两个光耦合器组成的8字环无源子腔来扩大纵模间隔;使用自制法布里-珀罗光纤光栅滤波器进行波长选择,并利用偏振控制器调节腔内损耗以抑制光纤激光的强模式竞争;通过应力调节架调节均匀光纤光栅,实现了三个波长间切换的单纵模激光运转。实验结果表明:在室温时,该掺铥光纤激光器可获得输出波长分别为1941.48 nm、1941.57 nm和1941.65 nm,对应光信噪比分别为61 dB、61 dB和60 dB的稳定的可切换单纵模激光输出。分别对三个波长的激光进行连续50 min的稳定性测量,得到激光输出功率的波动分别小于0.39 dB、0.61 dB和0.55 dB,波长波动小于光谱仪的最小分辨率0.05 nm,说明该激光器具有良好的稳定性。

基于纳米铜/石墨烯包覆光子晶体光纤的硫化氢气体传感性能研究

提出一种基于纳米铜/石墨烯包覆光子晶体光纤的硫化氢传感方法.将两根单模光纤分别与实心光子晶体光纤进行粗锥熔接,形成马赫-曾德干涉结构.先在光子晶体光纤表面包覆石墨烯薄膜,再在石墨烯薄膜的表面沉积纳米铜形成复合敏感薄.当复合敏感薄膜吸附硫化氢气体时,其自身折射率发生改变,导致光子晶体光纤中纤芯与包层的光程差发生变化,干涉波谷发生偏移.建立气体浓度与波长偏移关系,实现硫化氢的低浓度检测.研究表明:该传感器的灵敏度为8.5pm/ppm,检测限为3.85ppm,在硫化氢浓度为0～80ppm范围内呈现良好的线性和选择性,其输出光谱呈现蓝移,响应时间和恢复时间分别约为92s和119s.该传感器成本低、结构简单、制作容易,有望应用于硫化氢气体的探测.

超窄激光线宽测量的光外差混频测谱法

激光以其单色性好、能量集中等优点在测距、传感等领域获得了极为广泛的应用,而线宽是衡量激光单色性的重要指标,因此对窄线宽激光线宽测量的研究具有非常重要的意义。文章较为系统地介绍了几种基于相干光的拍频信号测量窄线宽激光线宽的方法,并对其进行了实验研究和对比分析。结果表明,采用带法拉第旋镜的迈克尔逊干涉仪结构是一种非常理想的窄激光线宽测量方法。

光源相位噪声对干涉传感系统信噪比影响分析

以窄线宽光纤激光器为光源,基于马赫-曾德干涉仪,利用相位载波零差解调技术,通过在信号臂上改变光纤延迟线的长度,对大光程差干涉系统中光源相位噪声对系统信噪比的影响进行了分析。结果表明,窄线宽光纤激光器对光源相位噪声有较好的抑制作用,但当光程差很大时,光源相位噪声对系统信噪比仍有一定的影响。