發(fā)布時(shí)間：2021-10-11 08:49

　　為實(shí)現(xiàn)低起振閾值、高斜率效率的短腔窄線寬隨機(jī)激光輸出,提出一種基于隨機(jī)分布光柵陣列的窄線寬隨機(jī)光纖激光器�；陔S機(jī)分布光柵陣列的隨機(jī)光柵可有效提升隨機(jī)光纖激光器的起振閾值與泵浦功率。在滿足光局域化的前提下,利用隨機(jī)光纖光柵超窄反射峰搭建超窄線寬隨機(jī)光纖激光器,該激光器實(shí)現(xiàn)了1.33 kHz的窄線寬隨機(jī)激光輸出,起振閾值為24.5 mW,斜率效率約為10%,且激光輸出功率與中心波長處于穩(wěn)定狀態(tài)。與其他激光器相比,所提激光器具有更低的起振閾值、更高的斜率效率、更短的腔長及相對(duì)簡單的結(jié)構(gòu),有望在光通信、高功率窄線寬光纖激光器、光纖傳感等領(lǐng)域得到進(jìn)一步應(yīng)用。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(16)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

隨機(jī)光纖光柵的仿真反射譜

刻寫完成后,采用自發(fā)輻射光源和光譜分析儀(AQ6370D,YOKOGAWA公司)對(duì)隨機(jī)光纖光柵的透射譜與反射譜進(jìn)行測量,測量結(jié)果如圖2(b)所示。在透射譜中可以看出,光柵的平均反射率約為85%,譜中存在一個(gè)較為銳利的強(qiáng)透射峰,其形成機(jī)理是隨機(jī)光柵中形成了多個(gè)法布里-珀羅(F-P)腔,若干個(gè)F-P腔干涉譜的交疊會(huì)產(chǎn)生非常銳利的透射峰,這為產(chǎn)生窄線寬隨機(jī)激光提供了可能。與仿真結(jié)果對(duì)比,實(shí)驗(yàn)中所得透、反射譜的干涉峰相對(duì)較少,因?yàn)楣庾V儀的最小分辨率為0.02 nm,無法分辨更精細(xì)的干涉峰。現(xiàn)有的隨機(jī)光纖激光器中窄線寬輸出主要依靠隨機(jī)反饋對(duì)線寬的壓縮作用,因此隨機(jī)反饋的強(qiáng)度決定了激光器起振閾值與斜率效率。基于單點(diǎn)刻寫折射率畸變點(diǎn)的隨機(jī)光纖光柵的瑞利散射反饋強(qiáng)度較弱,導(dǎo)致激光起振閾值相對(duì)較低。所提方案利用了多個(gè)隨機(jī)F-P腔干涉疊加產(chǎn)生銳利反射峰的濾波效應(yīng),刻寫的單個(gè)光柵的反射率更高,可以通過干涉疊加形成強(qiáng)度較高的銳利反射峰,進(jìn)而降低了激光器的起振閾值,提高了斜率效率。3 激光器性能與分析

傳統(tǒng)的基于隨機(jī)光纖光柵的隨機(jī)激光器采用直腔的結(jié)構(gòu),且光柵刻寫在摻鉺光纖上,導(dǎo)致激光器容易受溫度影響,激光輸出較不穩(wěn)定。而所提激光器采用環(huán)腔結(jié)構(gòu),且隨機(jī)光柵刻寫在單模光纖(SMF)上,緩解了腔內(nèi)的溫度效應(yīng),激光器結(jié)構(gòu)如圖3(a)所示。激光器的泵浦源為980 nm半導(dǎo)體激光器(LD),激光經(jīng)1550 nm/980 nm波分復(fù)用器(WDM)傳輸?shù)揭欢伍L度為1.35 m且摻雜濃度為80 dB/m的摻鉺光纖(EDF;EDF80,OFS OPTICS公司)中產(chǎn)生受激輻射;光再經(jīng)環(huán)形器進(jìn)入隨機(jī)分布光柵陣列中,再通過隨機(jī)反饋回到環(huán)腔中形成振蕩,最終由90/10耦合器的10%端口輸出隨機(jī)激光。結(jié)合器件尾纖長度,整體腔長約為4.44 m。由光譜分析儀采集隨機(jī)激光輸出,并對(duì)其光譜特征進(jìn)行分析。當(dāng)激光器工作時(shí),隨機(jī)光纖光柵內(nèi)形成多個(gè)F-P干涉,干涉譜進(jìn)行交疊產(chǎn)生銳利的反射峰,為腔內(nèi)的激光提供隨機(jī)反饋。由于隨機(jī)光柵的透射譜中形成了強(qiáng)度差較大的銳利的強(qiáng)透射峰,為激光器穩(wěn)定的單波長輸出提供了條件,不需要額外的濾波器來穩(wěn)定激光輸出。當(dāng)功率大于閾值24.5 mW時(shí),腔內(nèi)的增益大于損耗,隨機(jī)激光起振,輸出激光的光譜如圖3(b)所示。激光輸出功率與泵浦功率的關(guān)系如圖4(a)所示,當(dāng)泵浦功率超過閾值后,輸出功率呈線性增長趨勢(shì),斜率效率約為10.05%,插圖展示的是在起振閾值附近更細(xì)節(jié)的輸出功率變化情況。對(duì)比一般的基于隨機(jī)光纖光柵的激光器[3],所提激光器起振閾值偏高且斜率效率偏低的原因可能是環(huán)腔中90/10耦合器與環(huán)形器帶來的插損。與現(xiàn)有的窄線寬隨機(jī)光纖激光器相比,所提激光器起振閾值得到降低,斜率效率得到提升。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3430189