单频光纤激光器技术简介

浪起激光2019-10-19102645

单频光纤激光器是一种基于半导体激光器泵浦,稀土掺杂光纤作为增益介质,结合相对复杂的控制技术的高精密单纵模超窄线宽激光光源,能提供低的相位噪声和相对强度噪声,极窄的频谱线宽和长相干长度。目前主流单频光纤激光器技术主要分为四种:

1、短直腔DFB型单频光纤激光器:优点是谐振腔结构简单,易于实现单纵模输出。缺点是1/4波长相移型光纤光栅要求技术难度高,需要选择合适的稀土掺杂光纤,且相移光栅封装要求较高;

2、短直腔DBR型单频光纤激光器:高掺杂浓度的磷酸盐玻璃光纤能够实现较高增益,短腔设计可以实现较高功率输出。但较难实现高强度的熔接,谐振腔可靠性差,用于选频的光栅要求较高。此外,短直腔制作困难,难以适应苛刻的工作环境;

3、复合腔技术:又被称为“虚拟环形腔技术”,具备线形腔的基本结构,由光纤光栅构成直腔的腔镜,本质上仍然是短直腔结构,腔长决定的FSR依然是获取单纵模的关键,要求腔长较短。虚拟环形腔技术结合了短直腔和环形腔的思想,在驻波腔内实现了行波运转,从技术角度看属于目前来说比较优秀的一项技术,但是技术工艺实现难度大,缺少可复制性且成本昂贵;

4、环形腔以及复合环形腔的技术:上海瀚宇推出了CoSF-R&CoSF-D系列产品。其中,CoSF-R型单频光纤激光器采用"优化的行波腔"设计,在消除驻波空间烧孔效应的同时,通过长腔长的设计能够允许较长的增益光纤充分吸收泵浦光,实现高功率输出;行波运转时能大幅度降低光纤激光器的相对强度噪声和相位噪声,实现超窄线宽<1kHz;全光纤型窄带滤波器注入选取单纵模输出;长饱和吸收体稳定单纵模运转;单偏振控制消除偏振烧孔效应,实现稳定的单偏振输出,偏振消光比高达25dB以上。CoSF-D型DFB窄线宽单频光纤激光器采用短直腔分布反馈(DFB)设计,高品质有源光纤相移光纤光栅,可进行稳定的单纵模运转,单频、单偏振、单纵模输出。且相位噪声和相对强度噪声更低,专利的抗环境封装技术让产品能适用1.0um,1.5um,1.9-2.1um波段。


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