可调谐光纤激光器及其在光纤传感中的应用

综述了可调谐掺铒光纤激光器的工作原理、研究现状,分析了调谐中有待解决的主要技术问题。介绍了可调谐掺铒光纤激光技术在光纤光栅传感中的应用,提出了一种新的基于可调谐掺铒光纤激光技术的波长检测方案,指出了该系统目前存在的问题。     

利用AOTF的可调谐光纤激光器的特性研究

提出了一种新型的可调谐光纤激光器 ,其谐振腔是由声光可调谐波长滤波器 (AOTF)和掺铒光纤构成的Fabry Perot腔。该激光器具有调谐方便 ,调谐速度快和调谐范围大的优点。在忽略激发态吸收和放大的自发辐射情况下 ,对该激光器的线宽和调谐特性以及阈值抽运功率和斜率效率进行了理论计算。在中心工作波长 15 5 0nm处 ,得到输出峰值的半极大值线宽 (FWHM)约为 0 2 6nm ,并且在 15 5 0nm附近 ,声波频率每改变 1MHz所调谐的峰值波长间隔约为 8 95nm。理论上 ,调谐范围只受掺铒光纤增益和滤波器带宽的限制。计算结果表明 ,该激光器的阈值抽运功率和斜率效率分别为 0 795mW和 15 15 %。     

准共线声光可调谐掺铒光纤激光器的研究

提出了一种新颖的单纵模、单偏振的可调谐掺铒光纤激光器结构。使用准共线型声光可调谐滤波器作为调谐元件。利用饱和吸收效应在未泵浦低掺铒光纤中形成自写入瞬态光栅,用以压窄输出激光的线宽,并且有效地防止跳模。理论计算表明:当泵浦功率为100mW时,激光器的输出功率可达5.5mW,输出线宽在10-4nm量级。这些数据对后续的实验研究有指导作用。     

基于Mach-Zehnder滤波的可调谐光纤激光器

() ()基金项目: 。摘要:为了实现高稳定性的可调谐激光输出,提出并设计了一种基于Mach-Zehnder(M-Z)滤波结构,结合Fabry-Perot(F-P)滤波器的可调谐掺铒光纤激光器,并对激光器的原理及实现方案进行理论分析和实验验证。所设计激光器系统的泵浦源工作波长为976 nm;长度5 m的掺铒光纤作为增益介质;采用全光纤M-Z结构进行滤波,并结合F-P滤波器实现单波长激光可调谐输出。实验中,通过调节F-P滤波器,在泵浦功率为60 mW时,实现了1547～1568 nm范围内单波长激光的稳定可调谐输出,波长调谐间隔小于1.7 nm,每个输出波长的边模抑制比均大于55 dB,线宽均小于0.1 nm。     

基于新型两级集成光学声光可调谐滤波器的环形腔掺铒光纤激光器

设计了一种以新型两级集成光学声光可调谐滤波器(IAOTF)为调谐元件的环形腔单偏振输出可调谐掺铒光纤激光器,它具有结构简单、调谐方便、调谐速度快和调谐范围大的优点。在对该集成光学声光可调谐滤波器滤波特性进行分析的基础上,在忽略放大的自发辐射(ASE)和激发态吸收情况下,对该激光器的特性参量如线宽、输出功率、斜率效率、阈值抽运功率等进行了分析。当抽运功率为100 mW,射频为175 MHz时,激光器输出中心波长为1550 nm,最大输出功率约6.34 mW,斜率效率为7.19%,半峰全宽(FWHM)为0.1 nm。当声波频率每改变0.1 MHz时,激光器输出中心波长改变约为0.88 nm,由于集成光学声光可调谐滤波器的滤波范围很大(当声波频率变化20 MHz时,滤波范围为180 nm),所以激光器的调谐范围仅取决于掺铒光纤的增益带宽。     

偏振无关集成声光可调谐滤波器及其应用

偏振无关集成声光可调谐滤波器(IAOTF)不但具有驱动功率低、调谐范围宽、插入损耗低以及可实现多波长同时选择等优点,还实现了输入光的偏振无关特性,在全光网络中极具应用潜力.文章设计了一种基于模分离器的偏振无关IAOTF,分析了它的基本结构及工作原理,并介绍了它在可调谐掺铒光纤激光器(EDFL)、光谱仪以及光开关中的应用.     

基于级联多模布拉格光栅和高精细度滤波器的可调谐双波长窄线宽掺铒光纤激光器

提出了一个基于级联多模布拉格光栅和新型的高精细度滤波器的可调谐双波长窄线宽掺铒光纤激光器的结构。环形滤波器由两个耦合器和一段经过泵浦的掺铒光纤组成,由于掺铒光纤产生增益,滤波器产生高精细度的频率响应,能够滤掉掺铒光纤激光器的不需要的纵模,从而起到窄化激光器线宽的作用。实验过程中,由多模光栅的选频特性产生六种窄线宽双波长的组合,激光器的线宽由不加滤波器的0.14~0.16 nm 被压窄窄化到0.05 nm。     

基于非线性偏振旋转的可调谐多波长掺铒光纤激光器

实现了一种基于非线性偏振旋转(NPR)的可调谐多波长掺铒光纤(EDF)激光器.偏振相关隔离器和保偏光纤(PMF)是激光器的关键组件.非线性偏振旋转会引起腔体的自滤波和光强的峰值限制效应,从而能有效地减弱掺铒光纤均匀加宽所造成的强烈模式竞争,形成稳定的常温多波长振荡.腔损耗的色散特性使激光输出波长在5 am内可连续调谐.由于激光腔的自滤波周期由腔内双折射强度决定,也可以通过改变保偏光纤的有效长度来实现.当用两段保偏光纤和偏振控制器组合后,实验中得到了间隔为0.25 nm和0.75 nm可调谐的稳定多波长振荡.     

环行腔掺铒光纤激光器调谐实验研究

本文自行设计环行腔可调谐光纤激光器,研究环行腔掺饵光纤激光器的调谐技术,采用应力可调谐光栅进行实验,解决了光纤激光器普遍存在的泵浦光反射形成的回波影响问题和窄线宽激光输出功率与激光模式的矛盾,讨论了输出耦合比对调谐特性的影响,实现了窄带滤波和宽带调谐的双重特性,实现了窄线宽可调谐激光输出。     

基于受激布里渊散射的可调谐多波长激光器

可调谐多波长布里渊掺铒光纤激光器将光纤中的SBS非线性放大同掺铒光纤的线性放大相结合得到室温稳定的多波长输出,具有波长间隔一致、线宽窄、功率谱相对平坦等优点。设计了一种基于光纤布拉格(FBG)反射的线性可调谐多波长布里渊掺铒光纤激光器。该线性腔激光器的一端利用光纤布拉格光栅作为反射镜,有效抑制了腔内自激模的影响,增加激光器输出波长数。布里渊泵浦信号进入布里渊增益介质之前经过掺铒光纤放大器的两次放大,降低了布里渊增益的阈值。该多波长激光器实现了1 530～1 560 nm之间30 nm可调谐范围的输出。在布里渊泵浦信号功率2 mW,980 nm泵源抽运功率60 mW情况下,1 540～1 554 nm范围内,获得了波长间隔0.088 nm的16个波长的输出。