提出一種基于隨機光柵與高反射布拉格光柵（FBG）相結合的可調(diào)諧隨機光纖激光器。利用980nm泵浦光源泵浦一段7m長的摻鉺光纖（EDF）進行增益放大,由隨機光柵提供隨機反饋。隨機光柵長7cm,具有約10 000個折射率修改點,這些點由飛秒激光逐點寫入,并沿光纖方向隨機分布,兩點相鄰間隔小于10μm。同時,利用中心波長為1 548nm的高反射FBG來組成半開放腔結構,實現(xiàn)了隨機激光的輸出。實驗測得的泵浦閾值功率僅為18mW,斜率效率高達13.2%,并通過改變FBG的中心波長,實現(xiàn)了輸出激光波長的可調(diào)諧,調(diào)諧范圍為4.45nm（1 548.04～1 552.49nm）。得益于半開放式激光腔的設計和EDF的高增益,整個系統(tǒng)具有閾值低、效率高、結構簡單等優(yōu)點。 

【文章來源】：半導體光電. 2020,41(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

基于隨機光柵的可調(diào)諧隨機光纖激光器的實驗裝置圖

圖1 基于隨機光柵的可調(diào)諧隨機光纖激光器的實驗裝置圖隨機光纖激光器的工作原理為：泵浦光通過WDM耦合進入EDF，對其進行激勵，鉺離子吸收泵浦光能量后，從基態(tài)躍遷至高能級狀態(tài)，然后以無輻射的方式躍遷到亞穩(wěn)態(tài)能級，鉺離子不斷吸收泵浦光能量而在上能級聚集，當其數(shù)目達到一定值后，會從亞穩(wěn)態(tài)躍遷到基態(tài)并輻射光子，最終實現(xiàn)能級間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生受激輻射，對通信波段的光進行光增益放大。一方面，由于隨機光柵的隨機分布反饋作用，在經(jīng)過FBG的高反射之后，光增益會在EDF中放大。隨著泵浦功率的增加，當系統(tǒng)的總增益克服了激光腔中的總損耗時，就會發(fā)生諧振，形成隨機激光的輸出。在這個過程中，隨機光柵的點間距是隨機分布的，所以其提供反饋的諧振腔的腔長和相位都不是固定的，因此該系統(tǒng)為隨機光纖激光器。另一方面，在實現(xiàn)隨機激光的輸出后，利用應力調(diào)諧裝置對高反射FBG施加軸向應變，通過改變高反射FBG的中心波長，來實現(xiàn)可調(diào)諧隨機光纖激光器。

這可能是因為泵浦功率的增加導致了更多的激光模式被激發(fā)，而這些模式的波長并不完全相同，從而導致激光發(fā)射光譜的展寬和波長發(fā)生變化。同時，由于高反射FBG會將諧振腔的大部分功率都返回光學諧振腔，從而進一步加強腔內(nèi)的模式競爭。除此之外，激光功率的增加會引起非線性效應，這也會使激光光譜變寬，從而影響激光的輸出光譜。為了進一步研究該隨機激光器的輸出特性，不對FBG施加任何應力，將泵浦功率維持在300mW的最大功率，在25℃的實驗室環(huán)境下，每2.5min測量一次隨機激光輸出光譜，總共測10次。測量結果如圖4所示，可以得出波長和功率波動分別為0.04nm和1.5dB�？梢姽饫w布拉格光柵窄寬帶的濾波作用，使得輸出激光的中心波長較為穩(wěn)定。另一方面，在該泵浦功率下，激光腔內(nèi)的模式競爭比較強烈，尤其是前5min和5～10min的功率波動比較明顯，10min之后波動趨緩。該實驗結果表明激光結構具有良好的穩(wěn)定性。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]低閾值隨機分布反饋光纖激光器的輸出特性[J]. 朱俊梅,張偉利,饒云江,王子南,賈新鴻,吳宇,龔元.  中國激光. 2013(03)
[2]隨機分布反饋光纖激光器研究進展[J]. 胡朋兵,董新永.  激光與光電子學進展. 2011(11)



本文編號：3473373