掺Yb相移分布反馈光纤激光器的后期制作与研究

采用二次曝光法先在一根10cm长的掺Yb光纤上制作出近似λ/4相移分布反馈(DFB)掺Yb光纤激光器。再利用紫外修整的方法,同时通过F-P扫描干涉仪及示波器实时监控激光运行模式,获得了阈值低而单纵模运行特性好的λ/4相移DFB掺Yb光纤激光器。所制作的激光器阈值为20mW。当抽运功率为130mW时,获得了25mW的1053um单纵模激光。     

低掺杂铒纤上分布反馈布拉格光纤激光器的制作

采用准分子激光器成功地在低掺杂普通铒纤上制作出5 cm的光纤光栅分布反馈布拉格(DFB)激光器,铒纤的峰值吸收率为5 dB/m,在100 mW,980 nm抽运光条件下,光纤激光器的输出功率为50μW,边模抑制比为50 dB。使用耦合模理论分析了一段5 cm带相移的分布反馈布拉格光纤激光器输出光强同腔内损耗及相移量的关系,计算结果表明,光纤腔内的损耗对激光器的输出具有非常重要的影响,大的损耗对应获得最大功率的光栅耦合强度相应减小,因此,在低掺杂铒纤上制作分布反馈布拉格激光器必须正确估计光纤激光器的腔内损耗,选择合适的光栅耦合强度,可以获得较大的输出功率。     

级联复合腔对光纤激光模式的抑制影响

提出了一种复合腔结构的稳定单纵模(SLM)掺铒光纤激光器,其复合腔结构由主环形有源腔和两个次级无源腔组成。在光纤环形镜中嵌入未抽运的掺铒光纤作为可饱和吸收体以抑制多纵模,用光纤环谐振腔作为滤波器抑制拍频噪声,用光纤光栅作为波长选择器件,最终得到了单纵模输出并消除了拍频噪声。在整个波长调节范围内边模抑制比大于50dB,当泵浦功率为80mW时,掺铒光纤激光器输出功率为20.51mW,激光器的输出很稳定,在25min的观察时间内,输出功率的变化小于0.02%,实现了稳定的激光功率输出。     

应力对相移DFB光纤激光器输出特性的影响

通过对相移DFB激光器的光栅中心位置部分施加应力,可以使得相移光纤DFB激光器工作在单纵模单偏振状态下.在远离中心位置施加应力, 可使得相移DFB激光器成为具有单向取向输出的激光器. 掺Yb3+光纤参数如下:光纤芯径为6.10 μm,截止波长为907 μm.对975 nm的吸收为68 dB/m.相移光纤光栅制作在Yb3+光纤上,长度为10 cm, 相移在光纤光栅的中间.实验所用抽运源为波长为976 nm的带尾纤的半导体激光器,抽运光经WDM进入DFB光纤激光器,激光器运行在1053 nm. 在未加应力前,当抽运功率为78 mW时,DFB激光器的两端最大输出功率为216 μm±10%.用自由光谱范围为640 MHz,精细度为20的扫描F-P干涉仪测量其光谱图, 发现激光运行在双偏振输出状态,用格兰棱镜测量激光输出的偏振特性,消光比仅为1.6 dB. 对光纤光栅的中心位置施加一个应力,这时从扫描F-P所测的光谱来看,激光输出为稳定的单纵模单偏振输出,用格兰棱镜测量其消光比为14 dB,当抽运功率为78 mW时,最大输出功率抽运端达到356 μW,另一端为230 μW. 对离光纤光栅相移区的位置为1cm的地方施加同样的应力,从上述F-P干涉仪所测的光谱来看,激光输出为单纵模输出.格兰棱镜所测消光比为4.14 dB.抽运端最大输出为800,另一端为112. 对离光纤光栅相移区为2 cm的地方施加应力,从扫描F-P干涉仪来看,激光输出为单纵模输出,用格兰棱镜所测消光比为1.47 dB,抽运端最大输出为932 μW,另一端为83 μW.(OC10)     

π相移光纤光栅制作方法的比较研究

介绍了目前最常用的两种制作相移光纤光栅的方法,即分步曝光法(或遮挡法)和相位掩膜板移动法,对比分析了两种方法引入相移的物理机制,并利用传输矩阵法理论模型,数值模拟了两种制作方法下的相移光纤光栅透射谱,并分别进行了分布反馈光纤激光器(DFB-FL)的对比实验。结果表明,分步曝光法制作相移光纤光栅时,相移量与光栅中无曝光段的长度及纤芯折射率调制量均有关,难以精确控制相移量的大小,并且存在偏振模竞争问题;而相位掩膜板移动法通过压电陶瓷直线微动台控制掩膜板和光纤相对位移,在光栅中引入相位变换,可以将相移量控制在0~2π范围之内,更容易实现π相移光栅的制作。     

利用光纤环镜进行优化的掺镱光纤激光器

提出了利用光纤环形镜和高反射率光纤光栅做腔镜的F P腔掺镱光纤激光器的优化设计结构。光纤环形镜的宽带反射特性使抽运光能够充分被介质吸收 ,提高激光器的转化效率 ;其反射率可调特性容易得到最佳耦合输出比 ,当光纤长度改变时 ,不必更换输出腔镜就可以得到最佳功率输出。光纤长度 7m ,抽运功率 5 1mW时 ,激光器输出功率为 5 6 5mW ,斜率效率为 19%。与其他结构光纤激光器相比 ,这种优化结构效率更高     

全光纤型Er/Yb共掺光纤短腔激光器

报道了一种高输出功率、高斜率效率的短腔ErYb共掺杂光纤激光器。激光谐振腔由一段ErYb共掺杂单模光纤与一对布拉格反射波长相同的光纤布拉格光栅(FBG)组成。反射率为60%的光纤光栅用作光纤激光器谐振腔的输出,3dB带宽为016nm。反射率为99%的光纤光栅作为高宽带反射腔镜,同时作为抽运光输入端,3dB带宽102nm。以980nm激光二极管(LD)作抽运源进行实验。使用不同的抽运功率分别测量不同长度的ErYb共掺杂光纤,优化光纤激光器谐振腔得到的最佳长度仅为13cm。即选用13cmErYb共掺杂光纤作为增益介质来制作短腔ErYb光纤光栅激光器,最大输出功率可达11mW,输出功率稳定性<±001dB,抽运阈值功率为35mW,斜率效率为153%,测量其15522nm激光的输出光谱,25dB线宽为03nm,边模抑制比>60dB,波长稳定性为005nm。可用于密集波分复用(DWDM)系统。     

基于光纤光栅法布里-珀罗腔的高效窄线宽光纤激光器

报道了采用双光纤光栅(FBG)法布里-珀罗(F-P)腔选模的线形腔结构窄线宽光纤激光器。激光器以高掺杂Er~(3 )光纤为增益介质,利用全光纤型法拉第旋转器(FR)抑制空间烧孔效应,通过两个短光纤光栅法布里-珀罗腔选模,产生了稳定的1534．83 nm单频激光输出。激光器采用两支976 nm单模激光二极管(LD)抽运,两端输出。激光器阈值抽运光功率为12 mW,在总抽运光功率为145 mW时总输出信号光功率为39．5 mW,单端最高输出信号光功率为22 mW。光-光转换效率为27％,斜率效率为29．7％。随着抽运功率的增加,激光器输出功率趋于饱和。采用延迟自外差方法精确测量光纤激光器线宽,实验中使用了15 km单模光纤延迟线,由于测量精度的限制,得到激光器的线宽小于7kHz。这种光纤激光器具有输出功率高、线宽窄、信噪比高的特点,可用于高精度的光纤传感系统。     

机械写制π相移弯曲不灵敏光纤长周期光栅滤波器

采用2个交错放置的具有π相移的周期性刻槽板对弯曲不敏感光纤径向施力,形成了机械写制π相移长周期光栅(LPGs)滤波器。实验研究了压力和子光栅个数对π相移光纤光栅的光谱影响以及光栅的偏振相关损耗(PDL)。结果表明：两侧阻带的传输损耗由施加在光纤上面的压力决定,子光栅的个数决定π相移光纤光栅的通带宽度,但不影响通带中心波长;对LP13耦合模,当π相移个数从1增加到9时,滤波器通带带宽由8.2 nm增加到53.8 nm。LP13包层模具有最大PDL,其值约为6.86 dB。该方法制作的π相移长周期光纤光栅(LPFG)具有可重构性,结构简单,易于操作,在光纤通信和传感领域具有潜在的应用价值。     

环形腔高掺Er3 窄线宽光纤激光器实验研究

报道了采用光纤光栅（FBG）短直腔选频结构的环形腔窄线宽光纤激光器。采用约3m长高掺Er^3光纤，LD抽运阈值功率约为11mW，在25mW976nm有效抽运功率时输出信号功率为2．65mW，斜效率约为15％；输出激光3dB线宽小于0．01nm，20dB线宽小于0．04nm，边模抑制比（SMSR）为48dB；观察到输出信号光波长漂移范围为0．06nm。     

基于相移光栅的多波长掺铒光纤激光器的实验研究

提出了一种基于相移光栅(PSG)的多波长掺铒光纤激光器的结构。在该结构中,使用双相移点相移光栅作为波长选择器件,该光栅是在普通布拉格光栅上插入两个相移点而形成的。以980nm的激光二极管(LD)作为抽运源,通过调整偏振控制器(PC),在室温下得到了稳定的三波长激光输出。通过连续25min的观察,观测到输出波长的峰值波动范围小于0.6dB。研究了相移光栅激光器的温度特性,通过设置不同的温度(25℃～85℃),实现了此类基于相移光栅激光器的微调谐。该掺铒光纤激光器可同时输出多个稳定的波长,因此可应用于多波长干涉测量以及全光通信等领域中。     

自锁模掺镱光纤激光器研究

用反射率为 1 5dB掺镱光纤光栅作为反射器的掺镱光纤激光器 ,产生了稳定的纳秒级脉冲序列 ,脉冲宽度小于 5ns。激光器的阈值功率为 1 8mW ,在锁模工作区域内最大输出平均功率为 3mW ,脉冲重复频率为 2 5MHz,能量转换效率为 5 %。研究了产生自锁模的原因和特性     

High efficient and narrow linewidth fiber laser based on fiber grating Fabry-Perot cavity

A high Er3+-doped narrow linewidth fiber laser based on fiber Bragg grating Fabry-Perot cavity was demonstrated. The spatial hole burning effect was restrained by a fiber Faraday rotator. Two short fiber Bragg grating Fabry-Perot cavities as narrow bandwidth filters discriminated and selected laser longitudinal modes efficiently. A stable single-frequency 1534.83 nm laser was acquired. Pumped by two 976 nm laser diodes and two-ended output, the fiber laser exhibited a 12 mW threshold. Total 39.5 mW output power and one end 22 mW output power were obtained at the maximum 145 mW pump power. Optical-optical efficiency was 27% and slope efficiency was 29.7%. The output power seemed to be saturated when pump power increased. The 3 dB linewidth of the laser was less than 7.5 kHz, measured by the delayed self-heterodyne method with 15 km monomode fiber. The high power narrow linewidth fiber laser can be used in high resolution fiber sensor systems.     

一种高性能环形可调谐光纤光栅激光器研究

研制了一种新型的高性能环形可调谐光纤光栅激光器。该激光器使用980nm LD作为泵浦源,使用长度为10. 8m的新型增益平坦掺铒光纤作为增益介质,采用可调谐光纤光栅滤波器进行波长调谐,调谐范围可达41nm (1528nm～1569nm) ,中心波长可精确调谐到C波段指定的ITU - T标准中心波长处, 3dB 带宽< 0. 08nm, 25dB带宽< 0. 2nm,波长稳定性优于0. 01nm,边模抑制比> 60dB。最大输出功率46. 94mW,功率稳定性优于±0. 02dB,阈值泵浦功率7. 3mW,斜率效率为39. 75%。并分析了不同腔长、不同输出耦合比对输出功率的影响。     

用光纤光栅作外反馈的可调谐外腔半导体激光器

制作了一种以光纤光栅作为外反馈的半导体激光器。光纤光栅用紫外曝光法制作 ,反射率为 5 0 %。器件在5 0mA注入电流时 ,出纤功率高于 1mW ,主边模抑制比为 42dB。使用对光纤光栅施加应变和改变光栅温度的方法实现了输出激光波长的调谐 ,利用施加应变方法得到了 2nm范围的输出波长变化。     

基于啁啾相移FBG的宽调谐单通带微波光子滤波器

为扩大单通带微波光子滤波器(MPF)的可调谐 范围,提出了一种基于啁啾相移光纤光栅(PS-FBG) 的宽调谐单通带MPF。首先对普通PS-FBG的反射谱和基于普通PS-FBG的单通带MPF频率响应 进行了理 论和实验研究;然后,采用传输矩阵方法分析了啁啾PS-FBG的相移量、折射率调制深度以 及相移点位置 对其反射谱特性的影响,进而分析了对基于啁啾PS-FBG的单通带MPF频率响应的影响。结果 表明,调节可调谐激光 源的波长,可实现单通带频率的可调;相对于普通PS-FBG,啁啾PS-FBG扩大了反射谱带宽 ,从而单通带MPF扩大了可调谐范围。适当设计啁啾PS-FBG的相移点的位置,可以使单通带M PF的可调谐范围进一步增加。