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光纖式1550nm脈沖激光解決方案 - 筱曉光子實驗分析⑨ 2021-11-09

現如今,光纖激光器憑借它體積小、成本低、穩定性強、光束質量好等優勢,已逐漸成為國內外用于研發與應用的主流激光器之一。以1550 nm光纖激光器為例,其激光器的基本結構十分簡單,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,激發環內的摻鉺有源光纖,在諧振環中受激輻射生成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%繼續在環內被摻鉺光纖放大。

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1550nm光纖連續激光器結構圖




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,還可以實現激光的波長調諧。

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在此基礎上,通過非線性偏振演化(nonlinear polarization evolution)鎖模技術,我們初步實現了對該1550 nm連續光的脈沖化,通過降低腔內損耗、調節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個ps的級別。

非線性偏振演化鎖模技術就是在連續激光器的光路基礎上,在環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,激光的偏振態會發生演化,結合起偏器(Polarizer)將偏振演化轉化為功率演化,實現脈沖化。

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非線性偏振演化鎖模技術實現的1550nm脈沖激光器光路圖


脈沖光的測量結果如下,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,比例系數為15.5ps/ms):

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980nm半導體高功率激光器

http://www.latj.cn/?a=cpinfo&id=244
10:90光纖分束器(光纖耦合器(2*2))

http://www.latj.cn/?a=cpinfo&id=916
980/1550nm波分復用器

http://www.latj.cn/?a=cpinfo&id=289

摻鉺光纖

http://www.latj.cn/?a=cpinfo&id=1014

1550nm光隔離器/
/
三環偏振控制器

http://www.latj.cn/?a=cpinfo&id=288

1550nm直列型偏振器

http://www.latj.cn/?a=cpinfo&id=1521

超快光電探測器

http://www.latj.cn/?a=cp3&id=282
光譜儀(Anritsu MS9740B)//
頻譜儀(RSA5032)//
示波器(TBS 1152B)//
自相關儀(FR-103XL)

http://www.latj.cn/?a=cp3&id=271





























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