窄线宽可调激光器模块的设计与实现

详细阐述了可调激光器模块的硬件及软件设计方案。实现了一个可以通过远端软件界面控制的窄线宽、高功率可调谐激光器模块。该模块的输出光功率、波长可调,线宽为500kHz,体积小,满足ITU通道间隔标准,并通过了测试验证。     

基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器

研制了一种基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器。该激光器采用环形腔结构, 以高增益掺Er³⁺光纤(Er30-4/125)作为增益介质, 以保偏掺Er³⁺光纤(EDF08-PM)作为可饱和吸收体抑制跳模, 同时结合F-P滤波器选频, 获得了单频窄线宽的激光输出。通过线性调节F-P滤波器的驱动电压, 实现了对激光器波长的线性扫描。在两只975nm单模激光器的双向泵浦下, 实验中测得激光器阈值为15mW, 最大输出功率为24.3mW, 3dB线宽约为5.2kHz。当F-P滤波器在6.1~10.2V的线性电压驱动下, 激光器波长的线性扫描范围为1542.404~1558.836nm。     

基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器

研制了一种基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器。该激光器采用环形腔结构,以高增益掺Er3+光纤(Er30-4/125)作为增益介质,以保偏掺Er3+光纤(EDF08-PM)作为可饱和吸收体抑制跳模,同时结合F-P滤波器选频,获得了单频窄线宽的激光输出。通过线性调节F-P滤波器的驱动电压,实现了对激光器波长的线性扫描。在两只975nm单模激光器的双向泵浦下,实验中测得激光器阈值为15mW,最大输出功率为24.3mW,3dB线宽约为5.2kHz。当F-P滤波器在6.1~10.2V的线性电压驱动下,激光器波长的线性扫描范围为1 542.404~1 558.836nm。     

一种波长稳定可调的窄线宽外腔二极管激光器

采用横向啁啾体布拉格光栅作为二极管激光器的外腔,实现一种简单易行的窄谱线宽、波长稳定且连续可调谐的外腔二极管激光器。实验研究了横向啁啾体布拉格光栅外腔二极管激光器的波长稳定性及谱宽压窄特性,分析了横向啁啾体布拉格光栅的波长调谐特性及其功率特性,研究表明,在横向啁啾体布拉格光栅外腔反馈的作用下,二极管激光器输出光谱的中心波长得到了锁定,同时输出谱线宽度显著变窄,通过横向移动啁啾体布拉格光栅的相对位置,可以实现外腔二极管激光器输出光谱的连续调谐,连续可调范围为800~815nm,在整个可调范围内谱的半峰全宽(FWHM)小于0.3nm,最大输出功率为2.01 W,输出功率偏移度小于1.5%。     

窄线宽半导体激光器的驱动和温控设计

窄线宽半导体激光器日益广泛的应用对其驱动和温控电路提出了更高的要求。为获得窄线宽、稳定功率并实时可调的激光输出,利用ATLWS200MA103驱动模块和TECA1系列温控模块搭建半导体激光器的驱动和温控电路,对激光器输出的各项性能指标进行测试,验证了在该驱动下,激光器线宽可达到5kHz,光功率稳定性达到0.1%。并利用波导谐振腔进行扫频实验,得出驱动电流变化量与激光器中心频率变化量之间的关系表达式。     

可调双频光纤环形腔激光器

提出了一种新型双波长掺铒光纤环形腔激光器.使用可调滤波器改变两束激光的波长差,采用由窄带滤波器和Mach-Zehnder梳状滤波器组成的多重滤波的方式来选择工作频率或者工作模式,有效地抑制相邻纵模之间的跳模现象.利用偏振烧孔效应和激光反向传播的特点大大增强了增益介质的非均匀加宽特性.实验结果表明,得到的单频单纵模双波长激光器的波长间隔可调谐范围为0.019～15 nm;两束激光的拍频信号的频率差调节至472.5 MHz时,在100 Hz～3 GHz范围内只有一个拍频信号.     

窄线宽多波长掺铒光纤激光器

在掺铒光纤线型的单模光纤腔中接续一段多模光纤 ,依靠多模光纤中导模的空间模式跳动与激光谐振腔中的偏振烧孔共同作用 ,实现了窄线宽多波长的同时激射。激射波长的 3d B线宽约为 0 .0 9nm ,波长间隔为 0 .6 8nm。     

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。     

窄线宽光纤激光器

为满足传感系统的需求,研制了1 550nm单频窄线宽光纤激光器,采用环形腔结构,利用976nm激光器作为泵浦源,高掺杂掺铒光纤作为增益介质,以低掺杂掺铒光纤作为饱和吸收体,得到稳定的窄线宽激光输出。泵浦功率为200mW时,得到输出功率为21mW,线宽为7.2kHz,波长稳定度为1.26pm,相对强度噪声≤-102dB/Hz1/2。     

基于氮化铝的1310nm波段可调DFB激光器的设计

依据严格耦合波理论和介质平板波导理论,基于MEMS(微机电系统)技术,利用周期可调谐的布拉格光栅设计了一种基于氮化铝的波长可调DFB-LD(分布反馈激光器)。采用梳齿状驱动器驱动光栅动态调节,并利用有限元软件COMSOL对其在1 310nm波段进行模拟仿真。对激光器电场模式图进行分析,确定了DFB-LD的光栅结构参数。分析表明,激光器输出波长与光栅周期呈线性关系,且一个光栅周期对应多个不同的光栅高度值。在小于模式截止光栅高度的情况下呈20nm周期性分布。依据光栅周期和激射波长的关系,提出了制作1 290~1 330nm波段可调激光器的可能性。     

高稳定性半导体激光器功率控制电路设计和测试北大核心CSCD

有些飞行器的表面安装有基于半导体激光器模块的激光信标系统,用于发出指定功率的稳定光束来配合地面光电系统对激光信标的捕获、识别和跟踪。针对该激光信标系统在宽温度范围下的高功率稳定性需求,设计了两种半导体激光器模块功率控制电路,分别对激光输出功率进行闭环控制和开环控制,采用国产和进口的激光器分别测试了两种控制电路在高低温下的功率控制效果,测试结果表明定电压开环控制电路的控制效果优于定功率闭环控制电路。     

组合增益介质双波长激光器的功率均衡机制研究北大核心CSCD

研究了激光二极管端面抽运的组合增益介质双波长激光器的功率调谐特性。研究表明,组合增益介质的内部抽运光束腰位置和温度是影响双波长信号相对功率比的重要因素;当固定抽运光束腰位置,增益介质发射截面随温度的变化率不同,导致双波长信号相对功率随温度而改变。进行了相关的验证实验,对于特定参数的组合增益介质双波长激光器,固定抽运功率为3 W,固定抽运光束腰位置在增益介质内1.5 mm,当热沉温度从5℃升温至32.3℃,输出双波长信号达到功率均衡,总输出功率为435 mW,实验结果与理论仿真符合较好。     

大功率激光器及其发展北大核心CSCD

大功率激光器在工业与国防等领域有着广泛的应用,是现代激光材料加工、激光再制造、国防安全领域中必不可少的核心组件。随着激光技术的发展,大功率激光器的性能也在不断提高,许多新型激光器相继问世。相比于传统的灯抽运激光器,半导体激光器具有体积小、效率高、质量轻、寿命长、成本低等诸多优点,在国民经济的许多方面起着越来越重要的作用。随着大功率半导体激光器的不断发展,由其抽运的全固态和非全固态激光器的发展也十分迅速。综述了半导体激光器以及全固态和非全固态半导体抽运激光器的历史和进展,并就提升大功率半导体激光器各方面性能做了相关介绍,分析评述了大功率激光器的发展趋势,并展望了大功率激光器在未来智能制造中的应用前景。     

窄线宽激光器线宽测量方法

回顾了窄线宽激光器线宽测量的各种方法和发展过程,介绍了利用光外差法测量窄线宽激光器线宽的基本原理,描述了双光束外差法和延时自外差法的不同测试机理。针对延时零拍自外差法容易引起的系统误差,说明了光源调制和光路调制移频非零拍自外差法不同改进方案的优缺点。综述了窄线宽激光器测量线宽的新方法。对窄线宽激光器线宽测量方法进行了较全面的梳理,从发展过程看双光束外差法和延时自外差法有着各自的测量优势。     

高稳定度窄线宽激光器的研究

介绍了3种不同类型的高稳定度窄线宽激光器的研究进展.基于Littman结构和饱和吸收光谱稳频技术,研制了稳频外腔半导体激光器系统,输出波长为780.2 nm,频率稳定度1 MHz,不失锁时间大于12 h.利用边带稳频技术将分布反馈(DFB)激光器的输出波长稳定在Cs原子的吸收谱线的边带处,引入数字信号处理器(DSP)全数字稳频控制技术,实现了自动找频和稳频,获得波长为852.3 nm的稳频激光输出,24 h内频率漂移为±2 MHz.利用国产磷酸盐玻璃光纤作为增益介质,实现了一台高功率单纵模光纤激光器,制作的厘米级激光器实现了最大输出功率100 mW,利用外部光反馈实现单偏振运转,测得输出线宽为2 kHz,偏振消光比优于35 dB.     

高稳频窄线宽半导体激光器

在相干光通信和空间光通信领域,激光器的线宽和频率稳定性对于保证通信质量起到至关重要的影响,因此需要采取相应的措施来压窄线宽并保证频率稳定。从芯片工艺入手,介绍了当前几种典型芯片的结构、性能特点以及其所能达到的线宽和稳频水平。针对高稳频窄线宽的要求,从主动稳频和被动稳频两种途径介绍稳频技术。为进一步提高稳频效果,介绍了当前较流行的激光器驱动电路的组成,以及温控电路的结构和相应的算法处理。     

超窄线宽连续可调谐钛蓝宝石环行腔激光器

美国光谱物理公司在CLEO2004上展出了新开发的连续可调谐钛蓝宝石环行腔激光器。该激光器具有如下优点:线宽可窄到10skHz;低噪声的连续输出;抗微光学系统扰动;高精度的波长可调谐;快速更换光学镜片组;单频紫外355～500nm输出。钛蓝宝石激光器由光谱物理公司的MillenniaProR 532nm连续绿光激光器泵浦,在腔外使用谐振增强型外腔式倍频器WavetrainR 实现倍频输出。Wavetrain是目前效率最高的连续单频激光器的谐振增强型外腔式倍频器,采用了专利的三角腔设计,其倍频效率是通常使用的Bow-tie折叠倍频腔效率的1.5倍以上。连续可调谐钛蓝宝石…