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光纖式1550nm脈沖激光解決方案 - 筱曉光子

更新時間:2022-03-29點擊次數(shù):1966

現(xiàn)如今,光纖激光器憑借它體積小、成本低、穩(wěn)定性強、光束質(zhì)量好等優(yōu)勢,已逐漸成為國內(nèi)外用于研發(fā)與應用的主流激光器之一。以1550 nm光纖激光器為例,其激光器的基本結(jié)構(gòu)十分簡單,如下圖所示,將980 nm的半導體激光作為泵浦光(PUMP),通過波分復用(WDM)耦合進光纖激光器的諧振環(huán),激發(fā)環(huán)內(nèi)的摻鉺有源光纖,在諧振環(huán)中受激輻射生成1550 nm激光。隔離器(ISO)是為了抑制另一個方向的激光,增加輸出效率。在正確的諧振方向下,激光每傳輸一圈后通過10:90耦合器進行分束,提取10%的能量作為輸出光,剩下的90%繼續(xù)在環(huán)內(nèi)被摻鉺光纖放大。






1550nm光纖連續(xù)激光器結(jié)構(gòu)圖




將該激光器的輸出光送入光譜儀(Anritsu MS9740B),測的光譜圖如下,激光的線寬為0.127 nm,信噪比約為60dB。此外,通過控制光纖中激光的偏振狀態(tài),還可以實現(xiàn)激光的波長調(diào)諧。



在此基礎上,通過非線性偏振演化(nonlinear polarization evolution)鎖模技術,我們初步實現(xiàn)了對該1550 nm連續(xù)光的脈沖化,通過降低腔內(nèi)損耗、調(diào)節(jié)泵浦功率和增加有源光纖長度,在未來有望將脈寬縮短到數(shù)個ps的級別。

非線性偏振演化鎖模技術就是在連續(xù)激光器的光路基礎上,在環(huán)中添加一對偏振控制器(PC)和一個起偏器,如下圖所示。當激光在光纖中傳輸時,由于光纖的非線性效應,激光的偏振態(tài)會發(fā)生演化,結(jié)合起偏器(Polarizer)將偏振演化轉(zhuǎn)化為功率演化,實現(xiàn)脈沖化。



非線性偏振演化鎖模技術實現(xiàn)的1550nm脈沖激光器光路圖


脈沖光的測量結(jié)果如下,依次為激光光譜圖、脈沖波包波形圖(受限于探測器的響應時間)、脈沖頻譜圖(重復頻率為15MHz)、自相關儀器測得的脈寬圖(脈寬為14.26ps,比例系數(shù)為15.5ps/ms):

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頻譜儀(RSA5032)//
示波器(TBS 1152B)//
自相關儀(FR-103XL)

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