华南理工大学 杨中民 窄线宽光纤激光器 2011

400mW ultrashort cavity low-noise single-frequency Yb3 -doped phosphate fiber laser

Shanhui Xu,Zhongmin Yang,*Weinan Zhang,Xiaoming Wei,Qi Qian,Dongdan Chen,

Qinyuan Zhang,Shaoxiong Shen,Mingying Peng,and Jianrong Qiu

State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices and Institute of Optical

Communication Materials,South China University of Technology,Guangzhou510640,China

*Corresponding author:yangzm@https://www.sodocs.net/doc/0917792368.html,

Received June23,2011;revised August22,2011;accepted August22,2011;

posted August24,2011(Doc.ID149805);published September15,2011

A compact,low-noise,single-frequency fiber laser by using a newly developed Yb3theavily doped single-mode

phosphate glass fiber has been demonstrated.Over400mW stable continuous wave single transverse and longitu-dinal mode laser at1:06μm was achieved from a0:8cm long active fiber.The measured slope efficiency and esti-mated quantum efficiency of laser emission are72.7%and93%,respectively.The signal-to-noise ratio is higher than72dB,and the linewidth of the fiber laser is less than7kHz,while the measured relative intensity noise is less than?130dB=Hz at frequencies of over1:5MHz.?2011Optical Society of America

OCIS codes:140.3510,060.2280,140.3615.

A single-frequency fiber laser at1:06μm has experienced intense research in the past few years for applications, such as laser interferometric gravitational-wave observa-tory,advanced remote sensing,coherent beam com-bining,kilowatt-class high power laser with a master oscillator power amplifier technique,and laser LIDAR [1–4].Especially in the application of multiple paths co-herent beam combining,a low-noise single-frequency la-ser with hundreds of milliwatt output power is required. Although optical amplifiers can boost the single-frequency output power,it is still preferable to obtain the hundreds milliwatt level,high signal-to-noise ratio la-ser directly from fiber oscillators.A short linear reso-nance cavity configuration,such as a distributed Bragg reflector(DBR),is beneficial to single-frequency laser emission for mode-hop-free,narrower linewidth,lower noise,and all in a compact all-fiber design[5–7].

Y.Kaneda et al.have reported a DBR laser at1:06μm with>200mW output power in a Yb3t-doped phosphate glass fiber for first time[8].A single-frequency laser with the linewidth of<3kHz has been achieved from a1:5cm length phosphate glass fiber.However,the effective length of the resonator is designed to be4–5cm,which easily leads to multi-longitude mode emissions and needs extremely strict temperature control for the cavity.To ensure the laser operating on the single longitude mode, further shortening the resonance cavity is required,but it would limit the laser output power.In order to increase the laser output power,a higher concentration of Yb3tions is necessary to be doped into the glass fiber core. However,higher Yb3tconcentration can easily cause the blue cooperative upconversion emission due to the ions-cluster effects and decrease the quantum efficiency of Yb3tat1:06μm.In addition,during laser operation a significant gradient heat distribution along the fiber length deteriorates the laser performance[9,10].

In our previous works,a3D short-cavity heat flow management technique was proposed and an efficient 300mW low-noise single-frequency fiber laser at1:5μm

was achieved from a2cm long Er3t=Yb3t-codoped phos-phate glass fiber[10].In this paper,we report an over 400mW low-noise single-frequency fiber laser at 1:06μm from a1:4cm effective resonator cavity constructed by a0:8cm long Yb3t-doped phosphate glass fiber.

The Yb3t-doped phosphate glass fiber was drawn using a fiber-drawing tower through a phosphate glass preform fabricated by the rod-in-tube technique[11]. More details of processing the glass preform can be found in our previous work on the Er3t=Yb3t-codoped phosphate glass fiber[12,13].15:2wt%Yb3tions were doped uniformly in the core region.The measured fluor-escence lifetime of a Yb3tion is1:84ms,which is higher than that of Yb3tion concentration at12:0wt%in other reports[14].The designed phosphate glass fiber has a core diameter of5:0μm with an NA of0.14at1:06μm. The cutoff wavelength was calculated to be900nm.The core-to-cladding offset is less than1:0μm.The propaga-tion loss at1300nm of the Yb3t-doped phosphate glass fiber is lower than0:06dB=cm.A peak absorption coeffi-cient of the fiber core glass is10:7cm?1at976nm,and a net gain coefficient of the phosphate glass fiber was mea-sured to be5:7dB=cm.Such strong absorption coeffi-cient allows efficient absorption of the pump light within a few centimeters,and generates hundreds of milliwatts of output power without the need of an exter-nal optical amplifier.

The laser cavity is composed of one narrowband fiber Bragg grating(NB-FBG)and one dielectric mirror,which is butt-coupled to the one end facet of a short piece of Yb3t-doped phosphate fiber,as shown in Fig.1.The NB-FBG was irradiated with a3dB linewidth of0:05nm and a reflectivity of55.0%at1063:90nm,and it was fused splicing with the0:8cm long phosphate fiber.The reflec-tivity of the dielectric mirror is larger than99.0%at 1:06μm and smaller than2%at976nm.Two high-power 976nm FBG-stabilized pump laser diodes(976nm LD1 and976nm LD2)with orthogonal polarization output were combined through a polarization beam combiner. The pump lasers were coupled into the laser cavity through a980=1064nm WDM,and the emission spectrum and the optical power of fiber laser were measured by an optical spectrum analyzer(OSA)and a power meter, respectively.

3708OPTICS LETTERS/Vol.36,No.18/September15,2011

0146-9592/11/183708-03$15.00/0?2011Optical Society of America

As shown in Fig.1,the effective length of the resonator includes the 0:8cm active fiber and a half of the 1:0cm NB-FBG.It is only less than 1:4cm,giving a longitudinal mode spacing of 7:4GHz.The NB-FBG has a reflection bandwidth of less than 13:3GHz.It is clear that only one longitudinal mode is supported within the laser cav-ity.Figure 2(a)illustrates the output spectrum of the Yb 3t-doped phosphate fiber laser.The fiber laser spec-trum centered at 1063:90nm is recorded with a spectrum resolution of 0:1nm by OSA.The signal-to-noise ratio (SNR)of more than 72dB is obtained.The laser cavity was assembled into a copper tube,which was tempera-ture-controlled by a cooling system with a resolution of 0:05°C.The single-frequency characteristics were con-firmed by the scanning Fabry –Perot interferometer (SA210-9A),as shown in Fig.2(b).With the proper tem-perature control,the laser operated stably in a single fre-quency without mode hop and mode competition.As shown in Fig.2(c),the output power of the Yb 3t-doped phosphate fiber laser at 1:06μm versus the launched pump power.The lasing threshold is around 25mW.When the pump power is above the threshold,the laser output power is approximately linearly increased with the pump power.An output power of 408mW is obtained from the 0:8cmYb 3t-doped phosphate fiber at the pump

power of 570mW,which is the highest output power from this kind of fiber lasers reported to date [8,15–17].The slope efficiency against the launched pump power is measured to be 72.7%,and the experimental quantum ef-ficiency of the laser emission related to the absorbed pump power is estimated to be 93%,since only 85%of the pump power was coupled into the phosphate fiber core due to the coupling loss,scattering,and pump leak-age.From our understanding,these are also the highest slope efficiency and quantum efficiency from this kind of single-frequency fiber laser [8,15–17].The stabilities of the output power at 300mW in an hour were investigated and the result is shown in Fig.2(d).The power instability of <0:25%of the average power was observed,which is caused by the small fluctuations in the pump laser power and the small changes of ambient temperature.After the fiber laser worked for half an hour,the output power of the laser obviously became very stable.As shown in Fig.2(c),the output power was saturated at the pump power larger than 570mW.When the pump power was set to be more than 740mW,the output power of the laser became unstable due to the backscatter light inducing the instability of the two pump LDs.

Laser noise is an important parameter of the single-frequency fiber laser.The relative intensity noise (RIN)was measured using bandwidth resolution 3:1kHz of the electrical spectrum and the results are shown in Fig.3.As shown by the left inset of Fig.3,at the low frequencies of <230kHz there are noise peaks at ?100dB =Hz,due to environmental influences,such as acoustics or vibration.With increasing the frequency to 500kHz,the RIN de-creases from ?100dB =Hz to ?120dB =Hz.A relaxation os-cillation frequency peak of ?112dB =Hz was observed at the frequencies of 970kHz.The RIN is stabilized less than ?130dB =Hz for frequencies above 1:5MHz.

In order to further investigate the phase noise charac-teristics of the fiber laser,the linewidth of the fiber laser was measured by a self-heterodyne method using a 10km fiber delay.It is 60kHz with ?20dB from the peak,which indicates the measured laser linewidth is approximately 3:0kHz FWHM,as shown in the right inset of Fig.3.The linewidth resolution of the self-heterodyne measurement with a 10km fiber delay is about 6:6kHz,so the laser line-width is affirmed to be less than 7kHz.

In conclusion,an over 400mW single longitude mode laser at 1:06μm from a 0:8cm long Yb 3t-doped

Dielectric Mirror

0.8-cm Yb 3+-doped Phosphate Fiber

NB-FBG

Laser Output

980/1060nm WDM

976 nm LD1

1060nm Isolator

976 nm LD2

PBC

Fig.1.(Color online)Experimental setup of the short linear cavity Yb 3t-doped phosphate fiber laser.

P o w e r L e v e l (d B m )

Wavelength (nm)

P Z T V o l t a g e (V )

Time (s)

L a s e r O u t p u t P o w e r (m W )

Pump Power (mW)280

290

300

310

P o w e r (m W )

Time (min)

< 0.25 %

(d)

Fig.2.(Color online)(a)Laser spectrum of the Yb 3t-doped phosphate fiber laser.(b)The longitudinal modes characteris-tics of the fiber laser measured by the scanning Fabry –Perot interferometer.(c)The output power of the fiber laser at 1064nm versus the pump power.(d)The power stabilities of the fiber laser for an

hour.

Fig.3.(Color online)Noise characteristics of the Yb 3t-doped phosphate fiber laser.Inset (left):the magnified RIN at the low frequencies of <2:0MHz.Inset (right):the self-heterodyne line-width of the fiber laser.

September 15,2011/Vol.36,No.18/OPTICS LETTERS

3709

phosphate fiber has been demonstrated.The slope effi-

ciency is72.7%and the quantum efficiency of laser emis-

sion has been estimated to be93%.The SNR is more

than72dB,and the RIN of the fiber laser is less than ?130dB=Hz at the frequency higher than1:5MHz.The laser linewidth is less than7kHz.These results show that

the short linear cavity based on the Yb3t-doped phos-

phate single-mode glass fiber is a very promising candi-

date as an efficient and compact single-frequency fiber laser at1:0μm region.

This research was supported by the China State863

Hi-tech Program(2011AA030203),the National Natural

Science Foundation of China(NSFC)(U0934001and

60977060),the Guangdong Province and Hong Kong In-

vite Public Bidding Program(TC10BH07-1),the Science

and Technology Project of Guangdong(2009A090100044,

2009B091300127,cgzhzd0903,and2010B2101230),the

Project of Education Department of Guangdong Province

(2009N9100200),the Fundamental Research Funds for

the Central Universities(2009ZM0219,2011ZZ0001,and

2009ZZ0054),the Open Research Fund of State Key La-

boratory of Precision Spectroscopy,and the Young Nat-

ural Science Foundation of South China University of

Technology(E5090880).

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高亮度光纤耦合半导体激光器

高亮度光纤耦合半导体激光器 High Brightness Fiber Coupled Diode Laser 凯普林光电 1 引言 光纤耦合半导体激光器以其体积小、光束质量好、寿命长及性能稳定等优势在各领域得到广泛应用，主要作为光纤激光器的泵浦源、固体激光器泵浦源，也可直接应用于激光医疗，材料处理如熔覆、焊接等领域。受光纤激光器向高功率方向发展趋势的影响，半导体激光器也在向高功率、高亮度发展，高亮度半导体激光器具有较高的光功率密度，经合束器合束同样成为高功率光纤激光器理想的泵浦源。目前光纤耦合半导体激光器结构主要有单管耦合激光器、多单管耦合激光器、迷你Bar以及Bar条/叠阵系列，多单管耦合激光器因其具有高可靠性而成为光纤激光器的主流泵浦源之一，本文主要介绍通过多单管光纤耦合技术实现高亮度半导体激光器的技术与实现。 2 多单管结构 多单管结构是将多路分立的半导体激光器发出的光束经过整形、重新排列、合束后耦合进入单根光纤，从而可提高激光器输出功率。由于分立半导体激光器芯片必须安装在具有一定大小的热沉上，如果直接将多个半导体激光器的输出光束进行排列并聚焦耦合，通常由于受到每个芯片和其热沉体积的限制，合并光束体积较大，很难获得小芯径高亮度的光纤耦合输出。为减小合并光束的空间体积大小，必须采取一定的措施。为此，凯普林自主研发的多单管耦合结构采用阶梯热沉、聚焦透镜、耦合光纤以及独特的安装方式，光路设计简化了结构的复杂性，减小了组件的体积，大大提高了半导体激光器输出的功率，同时保证了耦合点的合理工作温度，如图1所示。 在进行多单管耦合前可对分立半导体激光器芯片进行老化筛选，从而保证了多单管耦合后的可靠性。单管的随机失效特性独立，相比于Bar条、叠阵无热效应干扰，单管的可替换也增加了其耐用性，具有较高的成本优势。

窄线宽可调谐半导体激光器

第32卷　第2期 南开大学学报(自然科学) V ol.32　№21999年6月A cta Scientiar um N atur alium U niv er sitatis N ank aiensis Jun.1999窄线宽可调谐半导体激光器 *a 吕福云　刘玉洁　袁树忠　魏振兴　李　加　张光寅 (南开大学物理科学学院,天津,300071)(教育部光学信息技术科学开放研究实验室,天津,300071) 摘 要 研究了一种利用光栅弱耦合外腔改善可见光半导体激光器性能的方法,并对650nm 半导体激光器进行了实验,外腔镜由一个闪耀光栅构成,通过转动光栅角度,获得了窄线宽单模激光输出,谱线宽度0.1pm,线宽压窄比达9800,边模抑制比>20,并且在约20nm 的荧光谱宽基础上得到约5nm 波长的连续调谐范围. 关键词:弱耦合;可调谐半导体激光器;窄线宽 0　引 言 目前普遍采用内腔和外腔两类调谐技术.而外腔调谐是较为广泛采用的一种方法,它在现有普通半导体激光器的基础上,通过外腔选模压窄线宽,得到较好的输出特性,且具有灵活可行和调谐效果好的特点.以前国内外外腔调谐的研究大多集中在光纤通信窗口,即研究1350～1560nm 附近的波长调谐技术,且获得了较理想的结果[1,2] .本文把外腔调谐技术推广到研究可见光波段的半导体激光器,实验中采用了650nm 的半导体激光器,它在原子吸收监测系统及喇曼谱仪等技术中具有很强的应用背景 . 图1　半导体激光器外腔调谐示意图 Fig 1Scheme of the external -cavity semiconductor laser 常见外腔调谐技术包括两种方式,即强耦合和 弱耦合方式.前者指通过对半导体激光器出光端面 镀增透(AR)膜等手段,使得外腔镜的反射率大于出 光端面的反射率,从而使外腔反馈占主要地位;后者 则不对激光器出光端面镀增透膜,使内腔反馈仍占 较为主要的地位.两种情况都能有效地压窄激光线 宽,而强耦合情形的调谐范围更大,弱耦合情形则更 为灵活方便.1　实验装置和调谐原理 外腔调谐的装置结构如图1所示.半导体激光器 的输出光经透镜组准直后获得水平的平行光,入射到光栅外腔上,经光栅分光,将一级衍射反馈回激光 器有源区,与有源区内光场相互作用,造成各纵模间的增益差,增益较大,满足激光激发条件的纵模起振激发,而增益较小的模式就被损耗掉.通过改变光栅外腔反馈光的波长,就可获得不同波长的激光输出,从而实现波长调谐.此外,由于半导体激光器的谱线宽度满足[3]a 收稿日期:1998-10-05 *攀登计划B 项目

1550nm窄线宽激光器

1550nm窄线宽激光器 1550nm窄线宽采用蝶形封装，内置背光PD、隔离器、TEC和热敏电阻,输出功率可达60mW以上。 线宽30K-2MHZ可选。具有低工作电流,高效率,高稳定性的特点。与我公司提供的配套驱动电路一 起使用,可以获得高稳定性 窄线宽激光光源。图片仅供参考,尺寸以实物为准,我公司（深圳市飞博 源光电）热忱为您提供,具体性能指标见每支设备参数. 特 点 ·窄线宽·高稳定性 ·高效率·蝶形封装 ·内置监视器·内置TEC 1热敏电阻 8接地 2热敏电阻 9接地 3LD负极(-)10无 4监视器正极(+)11激光器正极，接地 5监视器负极(-)12激光器RF 6TEC(+)13激光器正极，接地 7TEC(-)14无 性能指标 参数符号测试条件最小典型最大单位光学输出功率PO CW40??mW

波长Pf=40mW，CW1540-1560nm 线宽 (-3dB 宽度) Pf=40mW，CW (FOL15DCWD-A**-B) --2MHz 边模抑制比SMSR Pf=40mW，CW3545dB 光隔离度Iso-25--dB 相对强度躁声RIN Pf=40mW，CW， OpRL<-25dB*2)， 100MHz

大功率半导体激光器光纤耦合技术调研报告

大功率半导体激光器光纤耦合技术调研报告 1．前言 近年来，高功率光纤激光器因其优良的性能日益受到人们的重视和青睐，被广泛地应用于工业加工、空间光通信、医疗和军事等各个方面，其迅速发展在很大程度上得益于大功率高亮度半导体激光器技术的进步，大功率半导体激光光纤耦合技术一直是高功率光纤激光器技术的一项关键核心技术。相反地，半导体激光器泵浦的高功率光纤激光器（DPFL）的发展也带动了大功率半导体激光器技术，尤其是大功率半导体激光光纤耦合技术的进步。 由于单管半导体激光器（LD）的输出功率受限于数瓦量级，远不能满足高功率光纤激光器泵浦源的要求，要获得更大输出功率须采用具有多个发光单元的激光二极管阵列（LD Array）。按照结构形式的不同，激光二极管阵列分为线阵列（LD Bar）和面阵列（LD Stack），分别如图1(a)和(b)所示，其中LD Bar的输出功率一般在数十瓦至百瓦量级，而LD Stack的输出功率一般在数百瓦乃至上千瓦。无论是单管LD还是LD Array，由其固有结构特点决定了半导体激光器具有光束发散角较大，输出光束光斑不对称，亮度不高等问题，给作为高功率光纤激光器泵浦源的实际应用带来很大困难和不便。一个较好的解决方法是将半导体激光耦合进光纤输出，这样既可以利用光纤的柔性传输，增加使用的灵活性，又可以从根本上改善半导体激光器的输出光束质量。 Fig.1 （a）LD Bar 和（b）LD Stack 大功率半导体激光器阵列光纤耦合技术作为一项高新技术，具有很高的技术含量，涉及半导体材料、纤维光学技术、微光学技术、微精细加工技术和耦合封装技术等关键单元技术。目前为止，大功率半导体激光器阵列光纤耦合技术主要采用两条技术路线：光纤束耦合法和微光学系统耦合法。下面将主要以LD Bar 光纤耦合技术为例，就该两种方法进行详细阐述。 2．大功率半导体激光器阵列光纤耦合技术 2．1光纤束耦合法 光纤束耦合法（又称光纤阵列耦合法）是早期使用的一种光纤耦合技术，具有结构简单明了、耦合效率高、各发光元的间隙不影响整体光束质量和成本低等优点。该方法通过微光学系统将LD Bar各个发光单元发出的光束在快轴方向进行准直和压缩后，与相同数目的光纤阵列一一对应耦合，然后通过光纤合束在

1550nm高功率窄线宽DFB蝶形封装激光器(40-60mw)

1550nm高功率窄线宽DFB蝶形封装激光器（40-60mw） 描述：采用量子阱结构的DFB 激光器，内置半导体制冷器，先进的激光焊接工艺实现蝶形尾纤式封装，结构紧凑，体积小，在光纤通信领域得到广泛应用；半导体制冷器高精度温度控制下，激光器功率高稳定、波长高稳定的优势，该激光器的线宽低至200khz一下，使得激光器在光纤传感器领域得到广泛应用。 产品特点主要应用 MQW-DFB量子阱结构低阈值电流、高斜率效率气密性封装 高可靠性、高稳定性光纤通信 光仪表（光源、OTDR）光纤气体传感器（光源） 极限参数 参数符号单位参数值 激光二极管正向电流If(LD)mA500 激光二极管反向电压Vr(LD)V 2 背光探测器工作电流If(PD)mA 2 背光探测器反向电压Vr(PD)V 20 致冷器工作电流ITEC A 2.4 致冷器工作电压VTEC V 2.9 工作温度Topr ℃-20～+70 储存温度Tstg ℃-40～+85 管脚焊接温度/时间Tsld ℃/s 260/10 技术参数 参数符号单位最小值典型值最大值出纤功率P0 mw 40 60 阈值电流Ith ma 50 80 工作电压V o V 1.6 3 线宽Lw khz 150 200 中心波长λ c nm 1550 波长随温度变化漂移系数Δλ/T nm 0.1 波长随电流变化漂移系数Δλ/I Nm 0.01 背光监视电流Im mA 0.1 2 背光探测器暗电流Id nA 10 边模抑制比SMSR Db 35 芯片工作温度T ℃25 热敏电阻@25℃R KΩ10

封装尺寸 引脚定义01

引脚定义02

高功率光纤耦合半导体激光器失效分析

光纤耦合半导体激光器失效模式分析 摘要：高功率半导体激光器在商用领域的应用越来越广泛，许多半导体激光厂家越来越重视商用激光市场，因此多年来以IPG为主要供应商的市场格局正逐步被打破，国内从2010年开始就有供应商开始生产光纤耦合激光器。经过几年的经验积累，光纤耦合的单芯片封装技术已趋于成熟。本文主要结合实际工作分析光纤耦合半导体激光器出现的各种失效模式和原因，仅供同行参考。作者认为，在中国仍未掌握芯片生产技术的前提下，激光厂家唯有选择优质的光纤和透镜组件，不断优化制造工艺和提高产品的可靠性，才能从国人所诟病的山寨大军中脱胎换骨，成为终端用户信赖的激光器件提供商，才能成为成为行业的领先者。 关键字:光纤镀膜，激光器，耦合效率，芯片COD，光纤燃烧，裸光纤端面研磨清洗, 增透膜，高透高反膜 （一）半导体激光器尾纤耦合工艺 光纤耦合半导体激光器的工艺是先使用一个柱面透镜准直快轴发散角（慢轴角度较小，短光程不需准直），再把准直后的激光耦合入一根多模尾纤(图1.)。这种看似非常简单的原理应用在大批量生产上并不容易，因为其中光纤移动的几何空间是微米级别，照射在柱面透镜或者光纤端面的激光功率密度达到兆瓦/平方厘米，十分容易出现失之毫厘，差之千里的结果。影响激光耦合效率有多方面的因素，例如芯片出光孔径大小，快慢轴角度，模块散热效果，柱面透镜加工精度和光纤端面镀膜质量等。 图 1.单芯片半导体激光器光纤耦合示意图 （二）常见光纤耦合半导体激光器失效模式 高功率光纤耦合半导体激光器器件最常见的失效模式如图2，其中芯片端面光学损伤（COD: catastrophic optical damage）超过60% ，耦合效率偏低次之。下文将针对各种失效模式进行逐一分析。 图 2.单芯半导体激光器失效模式（光纤耦合模块）

窄线宽光纤激光器的应用

窄线宽光纤激光器的应用 单频光纤激光器具有线宽超窄、频率可调、相干长度超长以及噪声超低等独特性能，借用微波雷达上的FMCW技术可对超远距离的目标进行超高精度的相干探测，从而会改变市场对光纤传感、激光雷达和激光测距等固有观念，继续把激光器应用革命进行到底。 光库通讯提供的单频光纤激光器拥有世界上独一无二的美国专利技术，可以十分低地成本解决激光 光束质量和激光功率的矛盾，从而研制出了该款极具竞争优势的单频可调光纤激光器。 关键词：5cm腔长 FMCW 混频相干探测 AFR光纤激光器的特点 光库通讯提供的1550nm光纤激光器最大的特点就是线宽超窄至2Khz，频率稳定性好于10Mhz，具有超长相干长度和超低噪声，就是比世界上最好的DFB激光器都高出2个数量级。该款激光器输出功率可达150mW，边模抑制比高于50dB，热调协范围20Ghz，同时兼备50Mhz/V的线性PZT调制功能。 除了对人眼安全的1550nm激光器外，光库通讯还提供同样性能的1000nm左右的光纤激光器，同时2000nm 的光纤激光器也正在计划之中。将来，光库通讯还会推出波长覆盖1000-1550nm全光纤化的单频、高功率脉冲光纤激光器。欢迎您的关注。 核心技术 请见图1为我们激光器的结构图，激光器腔由左右两端的光纤光栅和中间极短的有源光纤组成。该设计方案充分利用了我们美国合作方的专利技术，高浓度、铒/镱离子共掺有源光纤可以确保我们的激光器的腔长度少于5cm，这是传统光纤技术所不可能完成的任务！ 如此短的腔长极合适超高稳定性和跳模自由的单频激光工作。该种激光器的线宽典型值为2Khz，而且都是线偏光输出。结构紧凑和高稳定性能的光纤激光器就可以在如此短的激光腔基础上完成制作。 图1：激光器结构 在光纤传感中的应用 光库通讯的超窄线宽光纤激光器可以应用于分布式光纤传感系统，对远至10公里的目标进行探测、定位和分类。它的基本应用原理就是频率调制连续波技术（FMCW），该技术能为核电站，石油/天然气管道，军事基地以及国防边界提供低成本的、全分布式的传感安全保护。 在FMCW技术中，激光输出频率围绕它的中心频率不断变化，而激光的一部分光被耦合进一个有固定反射率的参考臂中，在外差相干探测系统中，该参考臂就充当了一个本地振荡器（LO）的作用。充当传感作用的是另一跟很长的光纤，请见图2。从传感光纤反射回来的激光与来自本地振荡器的参考光一起混合产生一个光拍频，该频率与它所经历的时间延迟差相对应。传感光纤上的远处信息就可以通过测量光谱分析仪上的光电流的拍频来获取。传感光纤上的分布式反射可以是最简单的瑞利后向散射。通过这种相干探测技术，

光纤激光器的原理及应用

光纤激光器的原理及应用 张洪英 哈尔滨工程大学理学院 摘要：由于在光通信、光数据存储、传感技术、医学等领域的广泛应用，近几年来光纤激光器发展十分迅速，且拥有体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优势。本文简要介绍了光纤激光器的基本结构、工作原理及特性，并对目前几种光纤激光器发展现状及特点做了分析，总结了光纤激光器的发展趋势。 关键词：光纤激光器原理种类特点发展趋势 1引言 对掺杂光纤作增益介质的光纤激光器的研究20世纪60年代，斯尼泽(Snitzer)于1963年报道了在玻璃基质中掺激活钕离子(Nd3+)所制成的光纤激光器。20世纪70年代以来，人们在光纤制备技术以及光纤激光器的泵浦与谐振腔结构的探索方面取得了较大进展。而在20世纪80年代中期英国南安普顿大学掺饵(EI3+)光纤的突破，使光纤激光器更具实用性，显示出十分诱人的应用前景[1]。 与传统的固体、气体激光器相比，光纤激光器具有许多独特的优越性，例如光束质量好，体积小，重量轻，免维护，风冷却，易于操作，运行成本低，可在工业化环境下长期使用；而且加工精度高，速度快，寿命长，省能源，尤其可以智能化，自动化，柔性好[2-3]。因此，它已经在许多领域取代了传统的Y AG、CO2激光器等。 光纤激光器的输出波长范围在400~3400nm之间,可应用于：光学数据存储、光学通信、传感技术、光谱和医学应用等多种领域。目前发展较为迅速的掺光纤激光器、光纤光栅激光器、窄线宽可调谐光纤激光器以及高功率的双包层光纤激光器。 2光纤激光器的基本结构与工作原理 2.1光纤激光器的基本结构 光纤激光器主要由三部分组成：由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和可使激光介质处于受激状态的泵浦源装置。光纤激光器的基本结构如图2.1所示。

窄线宽可调谐半导体激光器的驱动电路

盐城师范学院 毕业论文 (2011－2012学年度) 物电学院电子信息工程专业 班级08（3）学号08223129 课题名称窄线宽可调谐半导体激光器的驱动电路学生姓名蒋峰 指导教师沈法华

2012年5月20日

目录 1、绪论 (4) 2、工作原理 (5) 2.1半导体激光器原理 (5) 2.2窄线宽原理 (7) 2.3可调谐原理 (9) 2.3.1 基于电流控制技术 (9) 2.3.2 基于机械控制技术 (10) 2.3.3 基于温度控制技术 (10) 3、特性参数 (10) 3.1工作波长 (10) 3.2光谱宽度 (11) 3.3功率特性 (11) 3.3.1 小功率 (11) 3.3.2 高功率 (11) 3.4频率稳定性 (12) 4、可调谐半导体激光器的高精密驱动电源与稳频电路设计 (12) 4.1半导体激光器电路设计原理与实现 (12) 4.1.1 半导体激光器驱动方式简介 (12) 4.1.2 电路设计指标 (13) 4.1.3 驱动电路设计 (14) 4.2控温电路的设计与实现 (15) 4.2.1 基准采样电路 (15) 4.2.2 差分放大电路 (15) 4.2.3 自动控制电路 (15) 4.3控流电路的设计与实现 (16) 4.4微分稳频电路的设计与实现 (16) 总结 .................................................................................................. 错误！未定义书签。致谢 . (18) 参考文献 (18)

半导体激光器和光纤的耦合

半导体激光器和光纤的耦合 高树理 (西安建筑科技大学理学院,西安710055) 摘要:半导体激光器与光纤的耦合是提高EDFA性能的关键技术之一,论文详细分析光纤与半导体激光器耦合的各种方法,最后总结出了提高耦合效率的研究方向。 关键词:光纤;半导体激光器;耦合效率 中图分类号:TN248文献标识码:A文章编号:1008-8725(2010)02-0028-03 Coupling of Semiconductor Laser with Fiber GAO Shu-li (College of Science,Xi c an University of Archi tecture&Technology,Xi c an710055,China) Abstract:The coupling of semiconductor laser with fiber is a key technology to obtain EDFA with high perfor-mance.Methods of c oupling of semiconduc tor laser with fiber are analyzed in the paper.The direction of re-search to improve the coupling efficiency is summarized at last. Key words:fiber;semiconductor laser;the coupling efficiency 0引言 近年来,半导体激光器与光纤的耦合技术得到了迅速发展,而且日趋成熟。按照半导体激光器与光纤之间是否存在光学元件,将耦合方式分为两种,即直接耦合与间接耦合。因为LD 和平面光纤的耦 图2T2中断服务程序流程图 5结束语 文章讨论了传统频率测量方法的原理及误差。 在此基础上,对多周期同步测频技术的原理及其误 差进行了详细分析。由于多周期同步测频技术的测 量精度与被测信号的频率无关,实现了整个测量频 段内的等精度测量,消除了M法中对被测脉冲信号 的计数量化误差,克服了M P T法中高低频两端精度 高而中界频率附近测量误差最大的缺陷。提出了基 于AT89C52实现多周期同步测频方法,利用T2的捕 捉功能和外部中断产生与待测信号同步的闸门时 间,通过T2的定时功能实现了时基信号与待测信号 的同步计数,使得系统只用一个定时器P计数器T2 就实现了多周期同步测频技术,该系统软硬件结构 简单,具有较高的测量精度和较短的系统反应时间。 参考文献: [1]尹克荣.智能仪表中的频率测量方法[J].长沙电力学院学报, 2002,17(1):74-76. [2]章军,张平,于刚.多周期同步测频测量精度的提高[J].电测与 仪表,2003,40(6):16-18. [3]王连符.测频系统测量误差分析及其应用[J].中国科技信息, 2005. [4]李全利.单片机原理及应用技术[M].北京:高等教育出版社, 2001. [5]李群芳,黄建.单片微型计算机与接口技术[M].北京:电子工 业出版社,2002. [6]孙传友,孙晓斌,汉泽西,等.测控系统原理与设计[M].北京: 北京航空航天大学出版社,2002. (责任编辑王秀丽) 收稿日期:2009-12-04;修订日期:2009-12-22 作者简介:高树理(1983-),男,西安人,硕士研究生,助教,现在西安建筑科技大学从事光纤激光器的研究工作,E-mail: gaoshuli1983@https://www.sodocs.net/doc/0917792368.html,。 第29卷第2期 2010年2月 煤炭技术 Coal Technology Vol129,No102 Feb,2010

光纤激光器 特点 分类

光纤激光器特点分类 光纤激光器分类特点 光纤激光器是指以光纤为基质掺入某些激活离子作做成工作物质,或者是利用光纤本身的非线性效应制作成的一类激光器.Nd2o3的光纤激光器是于1963年首先研制成功。 光纤激光器是一种新颖的有源光纤器件。它的主要特点是： （1）光纤的芯径很细（10-15um），光纤内易形成的泵浦光功率密度，且单摸状态下激光与泵浦光可充分耦合，因此光纤激光器的能量转换效率高，激光阀值低； （2）工作物质可以做的很长，因此可获得很高的总增益； （3）腔镜可直接镀在光纤端面，或采用定向耦合起方式构成谐振腔，且由于光纤具有良好的柔绕性，而可以设计成相当紧凑的激光器构型； （4）光纤基质具有很宽的荧光光谱，并且还具有相当多的可调参数和选择性，因此，光纤激光器可以获得相当宽的调谐范围和好积的单色性。 光纤激光器的类型 按照光纤材料的种类，光纤激光器可分成一下几种类型： 一：晶体光纤激光器工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+：YAG单晶光纤激光器等；二：非线性光学型光纤激光器主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器； 三：稀土类掺杂光纤激光器光纤的基质材料是玻璃，向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，而制成光纤激光器；四：塑料光纤激光器向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。 光纤激光器的迅速发展是基于近年来的光纤技术{拉晶体光纤技术、稀土掺杂光纤技术、单摸低损耗光纤和光纤耦合技术等}和大功率半导体激光技术的突破性进展。特别是采用半导体激光二极管（ld）作为泵浦源，以其小体积和高效率为光纤激光器的实用化奠定了基础。 目前，光纤激光器已进入实用化阶段，已见有连续输出功率几千瓦，峰值功率几万千瓦。 半导体激光器 半导体激光器又称激光二极管(LD)。进入八十年代，人们吸收了半导体物理发展的最新成果，采用了量子阱(QW)和应变量子阱(SL-QW)等新颖性结构，引进了折射率调制Bragg发射器以及增强调制Bragg发射器最新技术，同时还发展了MBE、MOCVD及CBE等晶体生长技术新工艺，使得新的外延生长工艺能够精确地控制晶体生长，达到原子层厚度的精度，生长出

高功率光纤耦合半导体激光器

STV-DLF系列高功率光纤耦合半导体激光器 STV-DLF是一款高功率光纤耦合半导体激光器，可以有多种输出功率、波长和光纤直径的组合。客户可以单独选择激光器或者集成了激光器和外围设备的交钥匙系统。 半导体激光器单元包含一个高功率、半导体激光器阵列和光学元件，激光器束可以高效率的耦合进入可分离和互换的单模阶跃光纤中。光纤直径范围从600微米到1200微米，输出功率从300W到数千瓦，光纤长度可以到50米或者更长，非常适合远程灵活的功率传输。 我们可以为客户量身定做诸如激光焊接、熔覆、切割和高速扫描处理系统，系统里也可以集成定位红光和监控传感器如照相机和测量锥。高度集成的激光器，保证了最少的安装时间和最大的生产时间。除此之外，我们还有很多控制器可以让客户根据需求选择，其中就包括微处理器，基于电脑的控制单元，我们也可以帮助客户集成标准的工业控制器。整个系统可以单机工作，也可以多机同时工作。 光纤耦合可以直接传输均匀激光束到工件上的任意位置，减少了直接安装半导体激光器在机器人手臂上而带来的成本增加、复杂性和危险性。 特点： 便于产线集成 光纤耦合，最高功率可以到4500W 结构灵活，便于伸缩 内部水流监控 工业级别安全光纤 长寿命 方便用户操作 紧凑便携 可靠高效 售后服务最小化 应用： 塑料焊接 激光熔覆 铜焊 硬化和热处理 泵浦光纤或者固体激光器 可选配置： 交钥匙系统集成 客户化或者下架光学系统和各种应用 指示光 方形光纤 脚踏操作 远程控制 远程网络控制

技术指标： 型号STV-DLF-500 STV-DLF-1000 STV-DLF-3000 STV-DLF-6000 最大输出功率(W) 500 1000 3000 6000 波长(nm) 808,915,940,980 808,915,940,980 808,915,940,980 808,915,940,980 波长数目 1 1 4 4 光纤芯径(um) 400,600,1000 600,1000 600,1000 1000 光纤长度5m 标准长度, 其他长度可以定做 光纤终端QBH QBH QBH QBH 外部水冷 温度(℃) 10 10 10 10 流量(GPM) 4 4 6 6 控制 客户界面 (GUI) 触摸屏触摸屏触摸屏触摸屏 外控接口安全互锁，数字I/O，模拟量功率控制（0-10V），网络 箱体 交钥匙系统机构标准 19” rack 标准 19” rack NEMA12 NEMA12 （产品图片1）

分布反馈式半导体激光器

分布反馈式半导体激光器 半导体激光器及其应用调研报告课程题目分布反馈式半导体激光器在实际工程系统中的应用学院光电技术学院班级电科一班姓名李俊锋学号2010031029 任课教师张翔2013年 5 月15 日分布反馈式半导体激光器在实际工程系统中的应用李俊锋2010031029 摘要：DFB (Distributed Feed Back) DFB型光发射机，分布反馈半导体激光器因其波长的扩展、高功率激光阵列的出现以及可兼容的激光导光和激光能量参数微机控制的出现而迅速发展、半导体激光器体积小、重量轻、成本低、波长可选择，其应用范围遍及的领域越来越宽广，其的出现带来了巨大的变化，使科技更发达，

人们生活更加丰富多彩，应用范围遍及医学、科技、航天交通，通信等各个领域。自从1962 年世界上第一台半导体激光器(Diode Laser)发明问世以来, 于其体积小、重量轻、易于调制、效率高以及价格低廉等优点, 被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一. 四十几年来半导体激光器逐步应用在激光唱机、光存储器、激光打印机、条形码解读器、光纤电信以及激光光谱学中, 不断扩大应用范围, 进入了一些其它类型激光器难以进入的新的应用领域。关键字:DFB、工作波长、边模抑制比、阈值电流、输出光功率一、分布反馈式半导体激光器简介1、分布反馈式半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件.其工作原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质的能带之间,或者半导体物质的能带与杂质能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发

射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式.电注入式半导体激光器,一般是GaAS,InAS,Insb等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射.光泵式半导体激光器,一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质,以其他激光器发出的激光作光泵激励.高能电子束激励式半导体激光器,一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质,通过外部注入高能电子束进行激励.在半导体激光器件中,目前性能较好,应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。DFB( Distributed Feedback Laser)，即分布式反馈激光器，其不同之处是内置了布拉格光栅，属于侧面发射的半导体激光器。目前，DFB激光器主要以半导体材料为介质，包括锑化镓、砷化镓、磷化铟、硫化锌等。DFB激光器最大特点是具有非常好的单色性，它

分布反馈式半导体激光器

半导体激光器及其应用调研报告 课程题目分布反馈式半导体激光器 在实际工程系统中的应用 学院光电技术学院 班级电科一班 姓名李俊锋 学号 2010031029 任课教师张翔 2013年 5 月 15 日

分布反馈式半导体激光器在实际工程系统中的应用 李俊锋2010031029 摘要：DFB (Distributed Feed Back) DFB型光发射机，分布反馈（激光器）半导体激光器因其波长的扩展、高功率激光阵列的出现以及可兼容的激光导光和激光能量参数微机控制的出现而迅速发展、半导体激光器体积小、重量轻、成本低、波长可选择，其应用范围遍及的领域越来越宽广，其的出现带来了巨大的变化，使科技更发达，人们生活更加丰富多彩，应用范围遍及医学、科技、航天交通，通信等各个领域。自从1962 年世界上第一台半导体激光器(Diode Laser)发明问世以来, 由于其体积小、重量轻、易于调制、效率高以及价格低廉等优点, 被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一. 四十几年来半导体激光器逐步应用在激光唱机、光存储器、激光打印机、条形码解读器、光纤电信以及激光光谱学中, 不断扩大应用范围, 进入了一些其它类型激光器难以进入的新的应用领域。 关键字:DFB、工作波长、边模抑制比、阈值电流、输出光功率 一、分布反馈式半导体激光器简介 1、分布反馈式半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件.其工作原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质 的能带之间,或者半导体物质的能带与杂质能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高 能电子束激励式.电注入式半导体激光器,一般是由GaAS,InAS,Insb等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射.光泵式半导体激光器,一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质,以其他激光器发出的激光作光泵激励.高 能电子束激励式半导体激光器,一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质,通过由外部注入高能电子束进行激励.在半导体激光器件中,目前性能较好,应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。DFB( Distributed Feedback Laser)，即分布式反馈激光器，其不同之处是内置了布拉格光栅（Bragg Grating），属于侧面发射的半导体激光器。目前，DFB激光器主要以半导体材料为介质，包括锑化镓、砷化镓、磷化铟、硫化锌等。DFB激光器最大特点是具有非常好的单色性（即光谱纯度），它的线宽普遍可以做到1MHz以内，以及具有非常高的边摸抑制比（SMSR），目前可高达40-50dB以上。 2、分布反馈式半导体激光器的主要参数：a.工作波长：激光器发出光谱的中心波长。b.边模抑制比：激光器工作主模与最大边模的功率比。 c.-20dB光谱宽度：由激光器输出光谱的最高点降低20dB处光谱宽度。 d.阈值电流：当器件工作电流超过阈值电流时激光器发出相干性很好的激光。 e.输出光功率：激光器输出端口发出的光功率。

846nm半导体激光器线宽压窄的研究

文章编号:1673-0291(2007)06-0042-04 846nm 半导体激光器线宽压窄的研究 苏 展1,何世均1,沈乃 2 ,于 闯3 (1.河南省自动化工程技术研究中心,郑州450008;2.中国科学院物理研究所,北京100080; 3.北京大学信息科学技术学院,北京100081) 摘 要:研制了用于倍频蓝光的单模、可调谐的窄线宽光栅外腔反馈半导体激光器,它是由激光器底座、激光管组件、准直透镜组件和光栅组成.经过精密控制电流和温度,利用光栅反馈可获得激光 单纵模输出,外腔的结构还使输出光的谱线宽度得以压窄.对研制的半导体激光器的特性测试表明,其输出功率稳定,阈值变小,模式单一稳定,波长可调谐,谱线宽度小于1MHz.关键词:激光技术;外腔半导体激光器;外腔光栅反馈;单纵模;窄线宽中图分类号:TN24814 文献标志码:A Research on Narrow Line Width External Cavity 846nm Semiconductor Laser S U Zhan 1 ,HE Shi -j un 2 ,SH EN Nai -cheng 2 ,Y U Chuang 3 (1.Henan Automat ion Eng ineering and T echnology Research Center,Zhengzhou 450008,China; 2.Institute of Physics Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China; 3.Schoo l of Electronics Engineering and Computer Science,Peking U niversit y,Beijing 100081,China) Abstract:A single narrow line w idth tunable external cavity feedback sem iconductor used in frequency doubling blue light is proposed.It is constructed w ith laser base,laser tube,collimation system ,and optical grating.Via the current and temperature precise control,It is selected the mode of semiconduc -tor laser used in the feedback of grating.The structure of external cav ity makes the spectral line w idth of output lig ht to be narrowed.T hus a single long itudinal mode,narrow spectral line w idth and stable frequency external cavity semiconductor laser is realized,and its spectral line w idth is compressed to be less than 1MHz. Key words:laser technology;external cavity sem iconductor laser;ex ternal cav ity optical grating feed -back;sing le longitudinal mode;narrow line w idth 钙原子在657nm 上的吸收谱,是2003年国际长度咨询委员会(CCL)的13种国际推荐谱线之一.由于所要观测的钙束原子速度过大,导致检测效率的降低,但可利用钙原子在423nm 上的能级跃迁, 采取能级变换的方法来提高检测效率[1-4] .文中论述的846nm 的半导体激光可以借助铌酸钾晶体的非线性效应获得倍频423nm 的蓝光. 半导体激光器以其体积小、寿命长、使用简单方 便等优点广泛应用于各个领域.尤其是外腔半导体 激光器,其线宽可压窄1~2个量级,还可以将辐射变成单纵模输出,通过旋转光栅可以获得大范围连续可调谐的激光输出[5-7] . 利用外腔光栅反馈技术结合电流和温度的有效控制可以使外腔选模的846nm 半导体激光器的线宽压窄至小于110MHz 左右,此线宽完全可以满足对激光光源要求较高的科研工作. 收稿日期:2006-07-14 作者简介:苏展(1977)),男,河南许昌人,硕士.email:04121511@https://www.sodocs.net/doc/0917792368.html, 第31卷第6期 2007年12月 北 京 交 通 大 学 学 报 JOU RN AL O F BEIJIN G JIAOT O NG U N IV ERSI T Y V ol.31N o.6Dec.2007

1550nm高效窄线宽光纤激光器

1550nm高效窄线宽光纤激光器** 伍波**,刘永智,刘爽,张谦述,代志勇 (电子科技大学光电信息学院,四川成都610054) 摘要:研制了一种采用双光纤光栅法布里-珀罗(FBG 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Er3+光纤为增益介质,结合非相干技术,利用全光纤型法拉第旋转器(FR)抑制空间烧孔效应,通过2个短FBG F-P腔选模,产生了稳定的1550nm单频激光输出。采用两端976nm LD抽运方式,阈值抽运光功率为11mW,在抽运光功率为145mW时输出信号光功率为73mW。光-光转换效率为50%,斜率效率达55%。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10km单模光纤延迟线,由于测量精度的限制,得到线宽小于10kH z。研究表明,这种光纤激光器具有输出功率高、线宽窄和信噪比高的特点,可用于高精度的光纤传感器系统。 关键词:激光技术;光纤激光器;窄线宽;光纤光栅法布里-珀罗(FBG F-P)腔;法拉第旋转器(FR) 中图分类号:TN253文献标识码:A文章编号:1005-0086(2007)07-0770-03 1550nm Hig h Efficient Narrow Lin ew id th Fib er Laser WU Bo**,LIU Yong-Zhi,LIU Shuang,ZH ANG Qian-shu,DAI Zh-i yong (School of Optoelectronic Information,University of Electronic Science and Technolog y,Chengdu610064,China) A bs tra ct:A high efficient narrow li newidth fiber laser based on fiber Bragg grating Fabry-Perot(FBG F-P)cavity was demonstrted.The spatial hole burning effect was restrained by fi ber Faraday rotator(FR).Two short FBG F-P cavities as narrow band width filters discrimi nated and selected the laser longitudi nal modes efficiently.Stable single frequency1550nm laser was acquired.Pumped by two976nm LD,the fiber laer exhi bi ted a11mW threshold.The73mW output power was obtai ned upon the maximu m145mW pump power.The opti ca-l optical efficciency was50%and the slope effi ci ency was 55%.T he3d B linewidth of laser was less than10kHz,measured b y the delayed sel-f heterod yne method with10km mono-mode fiber.T he high power narrow linewid th fi ber lasr can be used in high resolution fiber sensor system. Key words:laser technology;fiber laser narrow linewidth;fiber Bragg grating Fabry-Perot(FBG F-P)cavi ty;Fara-day rotator(FR) 1引言 窄线宽光纤激光器作为光纤激光传感器光源,具有对电磁场的干扰、安全、体积小和可远程控制等特性[1,2]。目前,获得单纵模窄线宽光纤激光器有3种方案。1)通过控制腔内相遇光波的偏振状态来消除驻波效应引起的空间烧孔的非相干技术[3,4];2)在激光腔中加入未抽运掺杂光纤来选频,并抑制跳模的饱和吸收体[5~7];3)短腔光纤激光器,包括DFB光纤激光器和短腔DBR光纤激光器[8~10]。比较3种方案发现,方案1和方案2需要使用多个偏振控制器,且多为环形腔结构,控制难,转换效率低,输出功率极低;而方案3结构简单,输出功率超过200mW,斜率效率达24%,难点在于采用怎样的抽运方式在短增益光纤上实现高输出功率,以及怎样实现特殊封装。超短腔DBR结构光纤激光器国内也有研究,但是激光器效率低,输出功率最大仅为11mW,且线宽限制在MH z范围[11,12]。 本文研制了一种采用双光纤光栅布里-珀罗(FBG F-P)腔选模的高掺Er3+线形腔窄线宽光纤激光器。该光纤激光器结合了非相干技术,输出功率高,能量转换效率高,线宽极窄,并具有结构简单、全光纤化和信噪比高等特点,可应用于高精度的光纤传感系统。 2窄线宽光纤激光器实验结果 光纤激光器主要由2个FBG F-P腔和高掺Er3+光纤线形腔构成,实验装置如图1所示。激光器的增益介质为高掺Er3+光纤,长度为3m,在978nm波长处峰值吸收系数为17 dB/m,在1550nm波长处峰值吸收系数为30dB/m。实验中,采用了双向抽运方式,抽运光源为中心波长976nm的LD,LD 1与LD2的最大抽运功率分别为76mW和69mW。由于在线形腔结构中容易产生空间烧孔效应,引起多纵模振荡,所以 光电子#激光 第18卷第7期2007年7月Journal of Optoelectronics#Laser V ol.18N o.7Jul.2007 *收稿日期:2006-08-11修订日期:2006-11-07 *基金项目:国家自然科学基金资助项目(60377021) **E-m ail:w-bo@https://www.sodocs.net/doc/0917792368.html,