光子学报
2023, 52(12): 1206004
1 中国科学技术大学 核探测与核电子学国家重点实验室, 合肥 230026
2 中国科学技术大学 物理学院 安徽省光电子科学与技术重点实验室, 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室, 合肥 230026
为了获得不同中心波长的锁模脉冲, 采用带有保偏光纤的Sagnac环滤波器和半导体可饱和吸收镜搭建了结构紧凑的可调谐锁模激光器, 并进行了实验验证。结果表明, 当该激光器工作在单波长锁模状态时, 具有良好的波长调谐功能, 其输出波长在1031 nm~1040 nm范围内连续可调; 该激光器还能输出稳定的双波长异步脉冲序列, 两波长间隔在10 nm左右, 且各波长的带宽可通过偏振控制器调节。该研究可以为搭建结构紧凑的可调谐激光器提供设计方案。
激光器 可调谐激光器 Sagnac环滤波器 掺镱光纤激光器 lasers tunable laser Sagnac loop filter ytterbium-doped fiber laser
郑文龙 1,2,3莫锦恋 1,2,3高震森 1,2,3徐鹏柏 1,2,3董新永 1,2,3,*
1 广东工业大学 信息工程学院,广州 510006
2 广东工业大学 先进光子技术研究所,广州 510006
3 广东省信息光子技术重点实验室,广州 510006
基于简化的二能级激光系统和均匀展宽理论模型,利用原子速率方程和功率传输方程建立了掺铥光纤激光器的理论模型,并以环形腔掺铥光纤激光器为例,通过Matlab编程数值模拟研究了其出射功率和波长调谐范围与腔内损耗、掺铥光纤长度、输出耦合比、泵浦波长和泵浦功率等激光器参量的关系。数值模拟结果表明,降低激光器腔内损耗、提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度可以提高掺铥光纤激光器的出射功率和增加波长调谐范围,而增加输出耦合比虽能提高激光功率,却减小了波长调谐范围。经过参数优化,在腔内总损耗为3 dB、输出耦合比为10%的情况下,通过提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度,掺铥光纤激光器的波长调谐范围可达528 nm(1 660~2 188 nm),高于目前已报道的实验结果。将部分模拟结果与文献报道的实验结果进行对比,较好地证实了模型的准确性。研究工作对于掺铥光纤激光器的设计和发展具有重要的理论参考价值和指导意义。
掺铥光纤激光器 理论模拟 波长可调谐激光器 thulium-doped fiber laser theoretical simulation wavelength tunable laser
1 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心,北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
基于微机电系统(MEMS)的850 nm可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL),设计了一种双曲线梁结构,以提升器件机械和调谐特性。通过分析传统等截面梁结构的受力情况,提出了双曲线结构优化设计,将梁结构端面的面积增大从而降低最大应力。理论仿真结果表明:优化后器件上反射镜的最大偏移量基本保持不变,支撑梁上下表面的最大应力分别降低了23.4%和17.0%,谐振频率增大了7.9%;当MEMS-VCSEL分别为半导体腔主导(SCD)结构和空气腔主导(ACD)结构时,波长调谐范围分别为16.6 nm和42 nm。该优化方式的优势在于不需要改变激光器的结构,同时可与其他优化方式兼容,具有一定的应用前景。
激光器 垂直腔面发射激光器 可调谐激光器 微机电系统 机械特性 调谐特性
1 杭州兰特普光电子技术有限公司,浙江 杭州 310058
2 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310012
随着网络带宽需求呈爆发式增长,波分复用技术从主干网下沉到城域网和终端用户侧的接入网,作为波分网络核心器件的低成本可调谐半导体激光器日益受到关注。本文回顾了可调谐半导体激光器的发展历程,分类阐述了不同方案可调谐半导体激光器的工作原理和性能,评析了典型商用可调谐光模块的优缺点,并重点介绍了低成本V型腔可调谐激光器的研究和产业化应用进展。
激光器 半导体激光器 可调谐激光器 V型腔激光器 光学学报
2022, 42(17): 1714003
1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 武汉 430074
2 宁波元芯光电子科技有限公司, 浙江 宁波 315191
多通道干涉(MCI)激光器是一种新型单片集成的大范围可调谐半导体激光器。它采用多臂干涉增强而无需光栅的选模方式, 具有制作简单和容差大的优势; 采用偏置量子阱技术进行有源无源集成, 降低了二次外延的难度。为满足光通信不同场景的应用需求, 分别设计研制了大范围可调的电调谐和热调谐MCI激光器。基于电调谐的MCI激光器实现了48.8nm的波长调谐范围, 洛伦兹线宽小于350kHz。基于热调谐的MCI激光器在双工作温度下的波长调谐范围大于60nm, 总热调谐功率小于35mW,整个调谐范围内洛伦兹线宽小于100kHz。同时, 研究推进了其稳定控制及集成化工作, 实现了基于热调谐MCI激光器的nano-ITLA。
半导体激光器 可调谐激光器 多通道 集成化 密集波分复用 semiconductor laser tunable laser multi-channel integration DWDM
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
为了实现复杂环境下力热参量同时检测的需求,提出了一种光纤力热复合多参量传感系统。首先通过可调谐激光器输出窄带激光信号,信号经3 dB耦合器分别进入由多路光纤光栅传感器组成的温度与应变传感单元和标准具。最后,将获取到的温度与应变传感信号及标准具输出的信号共同送入信号处理单元进行解调。为验证设计系统的有效性,进行了一系列的温度和应变实验。实验结果表明,所提多参量传感系统可以在较大的测量范围内进行精确的温度和应变检测。特别地,系统在-252.75~200.94 ℃的温度范围内可以实现温度及应变的准确测量,温度测量误差不超过±0.80 ℃,应变测量误差小于±2.90 με。对比传统的设计方案,所提系统具有结构简单、测量范围大、稳定性好和测量精度高等优势。
光纤光学 光纤布拉格光栅 可调谐激光器 力热复合传感 高低温 仪器化 中国激光
2021, 48(19): 1906003