用温度控制可调谐激光器波长稳定的方法

介绍了可调谐半导体激光器在光通信领域的应用及其工作原理.重点讨论了SSG-DBR可调谐激光器的结构、工作原理,以及波长稳定控制方法.提出了一种新的基于温度反馈的波长稳定控制方法,使可调谐激光器的输出在20℃～70℃范围内的波长漂移小于1nm,边模抑制比优于5dB.该方法简单、可靠,将会对可调谐激光器在全光网络中的应用起到一定的推动作用.     

可调谐半导体激光器的快速波长锁定研究

快速波长锁定机制的引入能够有效地补偿单片集成DBR(分布式布拉格反射)型可调谐半导体激光器动态波长切换过程中的热致波长抖动,提升其动态性能。文章对单片集成DBR型可调谐半导体激光器的各种波长锁定方法的特点、性能进行了比较,概括介绍了该领域的最新研究进展,并对相关发展趋势进行了分析和展望。     

用于DWDM光纤通信的波长可调激光器

目前光纤通信系统所用的激光器都是固定波长激光器,这种激光器一旦制作好,波长便难以改变。而在密集波分复用(DWDM)系统中需要若干不同波长的激光二极管(LD)作光源,这样便需要制作若干个不同波长的固定波长激光器,不仅工艺制作困难,而且成本也增加。如能制作出在较宽波长范围内其波长可以任意调节的LD,便可采用同一结构制作出满足一系列波长要求的光源。目前,可调波长激光器已成为激光二极管研发的热点。按其波长可调激光器的工作原理可分为机械、电和热调谐,若按其结构可分为外腔型半导体激光器、电调谐半导体激光器和热调谐半导体激光器。     

电调谐半导体激光器波长控制系统

研制了一种基于计算机控制的电调谐半导体激光器波长控制系统.通过调用系统中的半导体激光器"波长-电流"数据查询表,控制驱动单元的电流输出,实现对半导体激光器的输出波长控制.应用该系统对DBR激光器进行了波长控制实验,其波长控制误差不超过±0.02 nm.     

双波长可调外腔半导体激光器

提出了一种基于体布拉格光栅（VBG）和横向啁啾体布拉格光栅（TCVBG）组合的双光栅外腔半导体激光器,该外腔半导体激光器采用反射率15%的体光栅和反射率17%的啁啾体布拉格光栅作为反馈元件和模式选择元件,实现特定波长的选择和调谐,实验研究了外腔激光器的功率-电流特性、光谱特性和波长调谐特性。实验结果表明:双光栅外腔半导体激光器最大输出功率为1.96 W,斜率效率为0.94 W/A,外腔效率达到78%。输出光谱为双波长,一个波长为808.6 nm,另一个波长连续可调,通过改变横向啁啾体光栅的位置,该波长可从800 nm调谐至815 nm,可调范围达15 nm,在整个可调范围内两个波长的谱线宽度（FWHM）均小于0.3 nm。     

半导体激光器温度调谐波长扫描技术

低成本、小型化的波长扫描半导体激光器在光纤传感系统中有着重要作用。设计了一种可进行温度调谐的半导体激光光源驱动电路。该电路系统以ARM单片机作为控制中心,利用热敏电阻采样激光工作温度,并通过半导体制冷器(TEC)进行温度调节,使得激光器能够根据温度调谐实现波长扫描；同时通过背向光探测器(PD)采样激光输出功率,并通过改变半导体激光驱动电流实现对激光输出功率的控制,使得激光器在温度变化时输出光功率保持稳定。实验结果表明,该电路能够长时间可靠地工作,激光器能够实现的最大波长调谐范围为5nm,且输出光功率在整个波长扫描过程中保持稳定。     

一种新的四波混频全光波长变换实验研究

优化设计半导体光纤环形激光器产生波长连续可调谐窄线宽的激光输出,可调谐范围为４０ｎｍ。利用半导体光放大器的非线性效应四波混频,实现了码速为２．５Ｇｂｉｔ／ｓＳＤＨ信号光的波长变换,向上变换８．２４ｎｍ,向下变换１９．４９ｎｍ。在实验中不需要外加泵浦光源。     

光栅外腔半导体激光器的波长特性研究

本文对光栅外腔半导体激光器调谐在不同波长所需的阈值条件和输出功率进行了研究。     

波长可调谐激光器开发现状及应用市场前景

波长可调谐激光器技术特点 波长可调谐激光器可任意控制信道波长,方便准确地控制频道间隔。可调谐激光器主要由具有有源增益区和谐振腔的激光器、改变和选择波长的可调装置、稳定输出波长装置三个基本部分组成。可调谐激光器有电流调谐、温度调谐、包括微电子机械系统机械（MEMS）的机械调谐三种基本技术,一般采用其中的一种或两种技术。表1为几种可调谐激光器技术与特点比较。     

可调谐三段式DBR激光器波长锁定系统

提出了一种可精确锁定可调谐三段式DBR激光器输出波长的锁定系统。使用PC采集波长漂移信号并自动调节DBR激光器相区注入电流,使其输出波长在24～26℃的温度区间,稳定于四个C波段ITU 100GHz标准信道波长。波长误差在0.01～0.03nm范围内,边模抑制比大于40dB。该方案对可调谐三段式DBR激光器的实用化具有重要意义。     

可调谐激光器波长控制

文章介绍了可调谐激光器的波长调节及稳定控制的设计方法,并通过试验验证了其可行性.该设计由温度控制、偏置电流控制及锁波电路3部分组成,温度控制粗调波长,偏置电流控制微调波长,而锁波电路主要是针对外界温度发生变化时提供反馈.它适用于温度控制型分布反馈式 (DFB)可调谐激光器的外围电路设计.     

参考谱线法测量倍频Nd:YAG激光器调谐波长的研究

为了精确测量倍频Nd:YAG激光器的调谐波长,采用碘分子在532nm附近的强吸收谱线作为频率稳定的绝对参考谱线,建立了以碘蒸气为标定物的激光调谐波长测定系统,实际测量了碘蒸气吸收谱线.通过谱线的特征结构与理论吸收谱线的比较,得到了倍频Nd:YAG激光器调谐频率与外加偏压及电位计旋转角度的对应关系,并确定了激光频率跳变点的位置,最后给出了倍频Nd:YAG激光器的调谐范围.结果表明,碘吸收谱线法可以用来精确测量倍频Nd:YAG激光器的调谐波长.     

一种新型光纤光栅波长与带宽独立调谐的方法

提出了一种新型的光纤光栅的中心波长与带宽独立调谐的方法。将光纤布拉格光栅(FBG)粘贴于圆环形薄壁截面梁的外表面,通过旋转圆环形薄壁截面梁,即相当于改变光纤光栅的位置来实现中心波长与带宽的独立调谐。实验上得到了6.706 nm准无啁啾的中心波长调谐和5.368 nm的准无中心波长漂移的最大带宽调谐,并且此中心波长和带宽调谐均与拉力呈线性关系,实验结果与理论分析一致。     

掺铥光纤激光器的波长调谐特性研究

基于简化的二能级激光系统和均匀展宽理论模型,利用原子速率方程和功率传输方程建立了掺铥光纤激光器的理论模型,并以环形腔掺铥光纤激光器为例,通过Matlab编程数值模拟研究了其出射功率和波长调谐范围与腔内损耗、掺铥光纤长度、输出耦合比、泵浦波长和泵浦功率等激光器参量的关系。数值模拟结果表明,降低激光器腔内损耗、提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度可以提高掺铥光纤激光器的出射功率和增加波长调谐范围,而增加输出耦合比虽能提高激光功率,却减小了波长调谐范围。经过参数优化,在腔内总损耗为3dB、输出耦合比为10%的情况下,通过提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度,掺铥光纤激光器的波长调谐范围可达528nm(1660~2188nm),高于目前已报道的实验结果。将部分模拟结果与文献报道的实验结果进行对比,较好地证实了模型的准确性。研究工作对于掺铥光纤激光器的设计和发展具有重要的理论参考价值和指导意义。     

CCD标定BBO-OPO波长输出闭环控制系统设计

通过使用美国通用扫描公司的扫描头控制BBO晶体的转动，用CCD对BBO-OPO输出波长进行标定，实现了BBO-OPO调谐系统的闭环控制，相对波长调谐误差小于0．04％，并给出了0．347μm泵浦Ⅰ类相位匹配BBO-OPO输出波长随泵浦光入射角变化的理论和实验曲线．     

新型长波长可调谐光电探测器

通过将GaAs基滤波器与InP基探测器键合在一起，实现了一种新型可调谐的长波长光电探测器。通过热调谐，在13V的偏置电压下，峰值波长从1540．1nm红移到1550．6nm，实现了10．5nm的调谐范围，响应线宽维持在0．6nm，量子效率也保持在22％左右。从理论上分析了器件的调谐原理，利用传输矩阵法模拟了滤波器的透射光谱，并通过实验加以了验证。     

半导体光纤环形腔激光器调谐特性的实验研究

采用国产半导体器件,组建了半导体光纤环形腔激光器(FRSLs)的实验装置及相应的测试系统,系统地研究了FRSLs的输出和调谐特性.结果表明,已实现高速调制情况下的动态单纵模调谐,并获得波长调谐范围大于36nm的稳定光脉冲输出.确立了FRSLs的阈值特性、输出功率等物理参量与振荡波长之间的关系,提出通过控制分光比来优化和兼顾FRSLs的调谐范围及输出功率.实验结果较好地与理论模拟结果相吻合,为进一步改善FRSLs的性能指标提供了实验依据.同时,这些分析与结论对于相关结构类型的激光器设计也具有一定的参考价值.     

简支梁调谐光纤光栅波长的改进算法

对使用简支梁调谐光纤光栅(FBG)波长的计算方法进行了分析,改进了传统计算公式,给出了计算光栅波长调谐量的解析式.与传统算法相比,改进算法可以直接通过梁的长度变化量计算得到波长调谐量,因此应用更加简便,可以更为直接地指导调谐实验.     

实现外腔半导体激光器连续调谐的两个基本要求

定量讨论了实现外腔式半导体激光器连续调谐的两个基本要求:同时改变外腔长度及光栅反射波长,半导体激光器(LD)端面镀减反膜。分析表明:前人给出外腔的可调整范围并非是实现最大调谐范围的必要条件,而是实现调谐连续性的一种可行选择。针对具体的减反射膜,对在ECLD上可能实现的连续调谐范围进行了研究。     

BBO-OPO高精度波长调谐控制系统

通过使用美国通用扫描公司的扫描头控制BBO晶体的转动,实现了BBO2OPO调谐系统的高精度激光波长输出的开环控制,相对波长调谐误差小于0.04%,并给出了0.347μm激光泵浦Ⅰ类相位匹配BBO2OPO输出波长随泵浦光入射角变化的理论和实验曲线。