单频窄线宽光纤激光器

时间:2020-12-02 来源:新特光电 访问量:1252

单频光纤激光器是一种基于半导体激光器泵浦,稀土掺杂光纤作为增益介质,结合相对复杂的控制技术的高精密单纵模超窄线宽激光光源,能提供低的相位噪声和相对强度噪声,极窄的频谱线宽和长相干长度。目前主流单频光纤激光器技术主要分为四种:

1、短直腔DFB型单频光纤激光器:优点是谐振腔结构简单,易于实现单纵模输出。缺点是1/4波长相移型光纤光栅要求技术难度高,需要选择合适的稀土掺杂光纤,且相移光栅封装要求较高;

2、短直腔DBR型单频光纤激光器:高掺杂浓度的磷酸盐玻璃光纤能够实现较高增益,短腔设计可以实现较高功率输出。但较难实现高强度的熔接,谐振腔可靠性差,用于选频的光栅要求较高。此外,短直腔制作困难,难以适应苛刻的工作环境;

3、复合腔技术:又被称为“虚拟环形腔技术”,具备线形腔的基本结构,由光纤光栅构成直腔的腔镜,本质上仍然是短直腔结构,腔长决定的FSR依然是获取单纵模的关键,要求腔长较短。虚拟环形腔技术结合了短直腔和环形腔的思想,在驻波腔内实现了行波运转,从技术角度看属于目前来说比较优秀的一项技术,但是技术工艺实现难度大,缺少可复制性且成本昂贵;

4、环形腔以及复合环形腔的技术:CoSF-R型单频光纤激光器采用"优化的行波腔"设计,在消除驻波空间烧孔效应的同时,通过长腔长的设计能够允许较长的增益光纤充分吸收泵浦光,实现高功率输出;行波运转时能大幅度降低光纤激光器的相对强度噪声和相位噪声,实现超窄线宽<1kHz;全光纤型窄带滤波器注入选取单纵模输出;长饱和吸收体稳定单纵模运转;单偏振控制消除偏振烧孔效应,实现稳定的单偏振输出,偏振消光比高达25dB以上。CoSF-D型DFB窄线宽单频光纤激光器采用短直腔分布反馈(DFB)设计,高品质有源光纤相移光纤光栅,可进行稳定的单纵模运转,单频、单偏振、单纵模输出。且相位噪声和相对强度噪声更低。

单频窄线宽光纤激光器在密集波分复用系统、相干光通信系统、分布式光纤传感器以及微波光子等方面有重要的应用,尤其是长距离分布式光纤传感器非常需要线宽kHz量级的长相干长度光源。单频窄线宽光纤激光器可采用线形腔或环行腔结构。但无论是采用线形腔还是环形腔,为获得稳定的单频窄线宽激光,需要通过腔形结构设计消除多纵模振荡,并抑制跳模;或是对输入腔内的较大线宽激光进行线宽压缩,即是光谱线宽压缩,以获得窄线宽激光输出。腔形结构设计主要有采用超短线形腔结构,增大纵模间距,获得单频激光输出;或在腔内插入高精细度的窄带滤波器选模,获得单频激光输出;或在线形腔中加入偏振态控制元件,控制相遇两光波的偏振态消除空间烧空效应,抑制多纵模振荡;或在激光腔内加入可饱和吸收体,形成增益栅选模,抑制跳模,获得单频激光输出。

新特光电提供的从紫外到红外任意波长输出的单频连续波DPSS激光器,中功率至高达2000mW的高功率输出。基于BRaMMS DPSS激光技术,适合于:科研前沿,生命科学,生物医学等高要求应用。

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