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1550激光原理1550激光是一种波长为1550纳米的激光，它通常是通过光纤激光器产生的。
1550激光在光通信和光纤传感领域有着广泛的应用。
在光通信中，1550激光可以用于光纤通信系统中的光放大器、光滤波器等设备。
在光纤传感领域，1550激光可以用于光纤传感器中的信号光源。
1550激光的产生原理主要是通过光纤激光器实现的。
光纤激光器是一种利用光纤作为增益介质的激光器，它的工作原理是在光纤中通过受激辐射的过程来放大光信号。
在光纤激光器中，通常会使用掺铒或掺镱等稀土元素来实现1550激光的产生。
这些稀土元素被激发后会发射出波长为1550纳米的激光。
除了光纤激光器外，1550激光还可以通过其他方式来产生，比如通过二极管激光器和固体激光器等。
这些方法都可以实现波长为1550纳米的激光输出，但是它们的工作原理和结构有所不同。
1550激光在光通信中有着重要的应用。
在光纤通信系统中，1550激光可以用作光放大器，它可以放大光信号的强度，从而延长光信号在光纤中传输的距离。
此外，1550激光还可以用作光滤波器，它可以过滤掉光信号中的杂散光和噪声，从而提高光通信系统的传输质量。
在光纤传感领域，1550激光也有着重要的应用。
光纤传感器是一种利用光纤作为传感元件的传感器，它可以实现对温度、压力、应变等物理量的测量。
1550激光可以作为光纤传感器中的信号光源，它可以提供稳定的波长和高功率的激光，从而实现对光纤传感器的高灵敏度和高分辨率的测量。
总之，1550激光原理是一种重要的激光原理，它在光通信和光纤传感领域有着广泛的应用。
通过对1550激光原理的深入研究和理解，可以推动光通信和光纤传感技术的发展，为人类社会的进步做出贡献。
第５０卷 第８期 激光与红外Ｖｏｌ．５０，Ｎｏ．８ ２０２０年８月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＡｕｇｕｓｔ，２０２０ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２０）０８ ０９４８ ０５·激光器技术·基于ＭＯＰＡ结构的１５５０ｎｍ单频脉冲光纤激光器温 强，王超梅，李 尧，余 洋，张 昆，张浩彬，朱 辰（华北光电技术研究所，北京１０００１５）摘 要：人眼安全的１５５０ｎｍ全光纤单频脉冲激光器具有广泛且诱人的应用前景。
本文所研制的激光器采用全光纤主振荡功率放大（ＭＯＰＡ）结构和腔外声光调制的方法，一级预放大级采用１ ５ｍ单模保偏掺铒光纤，输出功率２１ ４５ｍＷ；二级预放大级采用１ ５ｍ双包层保偏铒镱共掺光纤，输出功率２５３ ６ｍＷ；功率放大级采用１ｍ双包层保偏大芯径铒镱共掺光纤，泵浦功率１５ ９Ｗ时，最终实现了输出功率２ ６Ｗ、脉宽２６０ｎｓ、重复频率１０ｋＨｚ的单频脉冲激光输出。
通过对各级增益光纤和无源光纤的长度优化，成功抑制了放大自发辐射（ＡＳＥ）和受激布里渊散射（ＳＢＳ），消除了放大过程中噪声的影响，得到了峰值功率１ＫＷ的稳定单频脉冲特性。
关键词：光纤激光器；单频；主振荡功率放大；受激布里渊散射；脉冲中图分类号：ＴＮ２４８ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２０．０８．００８１０５５ｎｍｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｄｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｂａｓｅｄｏｎＭＯＰＡｓｔｒｕｃｔｕｒｅＷＥＮＱｉａｎｇ，ＷＡＮＧＣｈａｏ ｍｅｉ，ＬＩＹａｏ，ＹＵＹａｎｇ，ＺＨＡＮＧＫｕｎ，ＺＨＡＮＧＨａｏ ｂｉｎ，ＺＨＵＣｈｅｎ（ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｙｅ ｓａｆｅ１５５０ｎｍａｌｌ ｆｉｂｅｒｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｄｌａｓｅｒｈａｓｂｒｏａｄａｎｄａｔｔｒａｃｔｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓ ｐｅｃｔｓ Ｔｈｅｌａｓｅｒｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｄｏｐｔｓａｌｌ ｆｉｂｅｒｍａｉｎｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＭＯＰＡ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｕｔ ｏｆ ｃａｖｉｔｙａｃｏｕｓｔｏ ｏｐｔｉｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ Ｔｈｅｆｉｒｓｔ ｓｔａｇｅｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｓｔａｇｅａｄｏｐｔｓ１．５ｍｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅｐｏｌａｒｉｚａ ｔｉｏｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒｗｉｔｈｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆ２１．４５ｍＷ；ｔｈｅｓｅｃｏｎｄ ｓｔａｇｅａｄｏｐｔｓ１．５ｍｄｏｕｂｌｅ ｃｌａｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇｃｏ ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒｗｉｔｈｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆ２５３．６ｍＷ；ｔｈｅｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｓｔａｇｅａｄｏｐｔｓ１ｍｄｏｕｂ ｌｅ ｃｌａｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｌａｒｇｅ ｃｏｒｅ ｄｉａｍｅｔｅｒｃｏ ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒ，ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｐｕｍｐｐｏｗｅｒｉｓ１５．９Ｗ，ｔｈｅｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｄｌａｓｅｒｏｕｔｐｕｔｗｉｔｈｐｏｗｅｒ２．６Ｗ，ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ２６０ｎｓ，ａｎｄｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｒａｔｅ１０ｋＨｚ，ｉｓｆｉｎａｌｌｙｒｅａｌｉｚｅｄ Ｂｙｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｇａｉｎｆｉｂｅｒａｎｄｔｈｅｐａｓｓｉｖｅｆｉｂｅｒａｔｅａｃｈｌｅｖｅｌ，ｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｅｄｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｅｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＳＥ）ａｎｄＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＢｒｉｌｌｏｕｉｎＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ（ＳＢＳ）ａｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｏｉｓｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｉｔｈｐｅａｋｐｏｗｅｒｕｐｔｏ１ｋＷｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｂｅｒｌａｓｅｒ；ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｍａｉｎｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄＢｒｉｌｌｏｕｉｎｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ；ｐｕｌｓｅ作者简介：温 强（１９９５－），男，硕士研究生，主要从事单频光纤激光器，放大器等方面研究。
1550 nm全光纤单频脉冲光纤激光器王雄飞;郝金坪;何晓同;张昆;张利明;赵鸿【摘要】设计并实现了一种基于人眼安全波段的1550 nm全光纤化结构单频脉冲光纤激光器.激光器采用外腔稳频技术的单频半导体激光器作为种子源,其线宽1.8 kHz,功率20 mW.通过预放大器和声光调制器获得单频脉冲激光,并运用两级光纤放大器实现了线宽1.9 kHz、平均功率521 mW、脉冲宽度200 ns、重复频率10 kHz的单频脉冲光纤激光输出.输出脉冲峰值功率达260 W.输出端采用了双包层单模光纤,保证了输出激光的光束质量.整个激光器通过对种子光级联放大,结合放大器的增益控制,成功抑制了受激布里渊散射(Stimulated Bril-louin Scattering,SBS)效应,消除了放大过程中噪声对线宽的影响,获得了线宽稳定的单频脉冲激光.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)010【总页数】5页(P1238-1242)【关键词】光纤激光器;单频;声光调制器;峰值功率;单模;受激布里渊散射;全光纤【作者】王雄飞;郝金坪;何晓同;张昆;张利明;赵鸿【作者单位】固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN2481 引言单频光纤激光器是光纤激光领域的研究热点之一。
由于单频光纤激光器可广泛应用于光纤通信、光纤传感、相干探测、量子信息等多个领域[1-4],因此被国内外许多研究机构所重视。
相对于连续单频光纤激光器而言,脉冲单频光纤激光器研究具有较大的技术难度,特别是线宽千赫兹量级的大能量、高峰值功率单频脉冲光纤激光器的研究进展相对缓慢。
而该类型光纤激光器也是激光雷达、激光测距等方向急需的优质光源[5-7]。
20 mW 1550nm CW 热可调DFB 激光器（带集成波长监视器，用于25GHz 间隔）应用：远程或Metropolitan DWDM 传输系统描述：FOL15TCWB-T系列采用的是工业标准的14针蝶形封装，内含光隔离器、热电制冷器、功率探测器、波长探测器。
采用一个可靠的热控制器使该系列模块能实现宽达3.2nm的波长调节。
在多年的1480nm EDFA超高能泵谱激光器的领导地位的基础上，我们正提供一种很好的热电制冷器技术。
本系列产品和FOL15DCW系列的单波DFB激光器具有同样好的性能。
FOL15TCWB-T系列产品的YAG焊接技术已经通过了电信权威部门的认证。
无环氧胶和其他粘合剂利用波长监视器功能和反馈电路，波长能精确锁定在某个特定的ITU波长内。
FITEL能在反馈电路方面提供有用信息特点：8个相邻的50GHz间距的通道(提供16ch 和25GHz的间距)根据ITU-T格(见表一)选择波长，提供C和L波段集成用于波长锁定的波长监视器工业标准的14针蝶型封装形式保偏尾纤YAG 焊接技术，无环氧胶低驱动电流高能操作全调节范围内窄线宽全调节范围内的高边模式抑制比独立的TEC构造能分别控制一个激光和波长监视器极小波长漂移低TEC能量消耗绝对最大额定值：光特性(无特别说明时T LD=Tset，Tc=25℃)：ch*1) BOL : Beginning of Life*2) O pRL : Optical Return Loss 光回损热特性：波长监视器特性(50GHz 间隔)：sdark 波长监视器特性(25GHz 间隔)：sdark图一：Wavelength discriminator curve 尺寸和引脚分布：电路示意图：尾纤规格：)表一：波长段列表例 1 (50GHz间隔) 例 2 (50GHz间隔)[nm][nm]用户可选择1500.46至1625.77nm之间的波长波长值用于参考真空值。
基于掺铒光纤作为可饱和吸收体的窄线宽光纤激光器研究张福宇;王蓟;薛明昆;衣文索
【期刊名称】《应用物理》
【年(卷),期】2024(14)4
【摘要】本文介绍了一种以未泵浦的掺铒光纤作为可饱和吸收体,通过3 dB耦合器及环形器,构成一个由驻波效应形成动态光栅的一种窄线宽光纤激光器。
测得在中心波长在1559.54 nm处得到输出的激光器,在泵浦功率为150 mW以下时可以保持长时间的稳定工作,泵浦功率为70 mW,输出光功率为17.03 mW,斜率效率为30.73%,光学信噪比为39 dB,波长分辨率的不稳定性小于0.03 nm,光学信噪比的波动小于0.16 dB,从0到1 MHz的37.5 kHz信号频谱中的弛豫振荡频率峰值为−89.6 dB/Hz。
通过延时自外差法测量线宽为1.99 kHz。
【总页数】9页(P157-165)
【作者】张福宇;王蓟;薛明昆;衣文索
【作者单位】长春理工大学物理学院长春;长春理工大学光电工程学院长春
【正文语种】中文
【中图分类】TN2
【相关文献】
1.(高功率窄线宽掺铒光纤激光器的研究进展
2.基于石墨烯可饱和吸收体的掺铒光纤环形腔脉冲激光器
3.基于金纳米棒可饱和吸收体的被动调Q掺铒光纤激光器
4.
基于氧化铜可饱和吸收体的掺铒光纤激光器5.基于保偏掺铥光纤饱和吸收体的2μm波段超窄线宽光纤激光器
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1310nm/1550nmDFB激光器
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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)07-0770-031550nm Hig h Efficient Narrow Lin ew id th Fib er LaserWU 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 he3dB 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@使用全光纤结构的法拉第旋转器(FR),可以使通过它的往返光束偏振态改变90b ,从而破坏光纤激光器中驻波形成条件,抑制空间烧孔效应。
图1 窄线宽光纤激光器实验原理图Fig.1 Experim ental setup of narrow linewidth fiber laserFBG F -P 腔的结构如图2所示。
FBG F -P 腔刻蚀在普通单模光纤上,光栅间的距离为1cm,总体腔长不超过5cm 。
采用带宽A SE 光源测量的FBG F -P 腔反射谱如图3所示。
FBG F -P Ⅰ由2个反射率50%的FBG 构成,总反射率为80%;FBG F -P Ⅱ由2个反射率80%的FBB 构成,总反射率为99%。
实验中,FBG F -P 腔是起腔反射镜与作为插入的F -P 腔选模的作用,利于实现激光器的全光纤化。
FBG F -P 腔的输出谱线数目由F -P 腔的腔长和FBG 的反射带宽决定,FBG F -P 腔的腔长越短,其输出谱线间距越大,FBG 的反射带宽越窄,F -P 腔所能容纳的模式数越少,选频特性优于普通F -P 腔[13,14]。
最后由于增益饱和,在少数纵模的模式竞争中,使中心频率的单纵模占优势,最终获得单纵模激光输出。
图2 FBG F -P 腔结构图F ig .2 Schema tic dia gram of F BG F -P cavity图3 FBG F -P 腔反射谱Fig .3 R eflectivity spectrum of F BG F -P ca vity采用Ando6319光谱分析仪进行实验记录,光谱仪最高精度为0.01nm 。
输出光功率采用光功率计精确测量。
当抽运光功率为11mW 时,激光器开始起振。
随抽运功率的增加,开始得到稳定的光谱线,而且谱线的3dB 线宽不受抽运光功率增加的影响。
图4为输出光谱图,扫描范围为5nm,精度为0.01nm 。
分析光谱仪的输出激光中心波长为1550nm,3dB线宽小于0.01nm,信噪比大于50dB 。
1h 的连续观察,激光器无跳模现象发生,波长漂移范围小于0.01nm 。
当抽运光功率为最大145mW 时,输出功率为73mW,光-光转换效率为50%,斜率效率为55%。
图5为输出功率随抽运功率变化的曲线。
由图可见,输出功率随抽运功率的增加呈线性变化。
图4 光纤激光器窄线宽光谱图Fig.4 Output na rro w line -w idth spectrum of fiber la ser图5 输出功率随抽运功率的变化F ig.5 Output po wer vs.pum p pow er3 自外差线宽测量实验结果目前测量kH z 量级激光器线宽有延迟自外差/零差测谱法。
自零差方法与自外差方法相比,虽然不需要使用移频器,却不能直接使用标准射频频谱仪进行测量。
改进的自零差测量系统中[15]需要增加相位调制器与本地射频振荡器,比自外差测量系统结构更加复杂。
为了得到精确的激光器线宽,选择采用延迟自外差方法测量光纤激光器线宽。
延迟自外差方法实验系统,如图6所示。
整个实验系统的组成包括10km 单模光纤延迟线、中心频率为70MH z的声光图6 延迟自外差实验原理图Fig .6 Experim ental setup for delayedsel-f heterodyne meas urem ent#771#第7期 伍 波等:1550nm 高效窄线宽光纤激光器移频器、2个1@2型3dB 光纤耦合器、光电探测器以及AD -V ANTEST R3267射频频谱分析仪。
延迟自外差测量方法的测量精度与光纤延迟线长度有关[16],根据计算,10km 长光纤延迟线的测量精度是10kH z 。
激光器线宽测量结果如图7所示,由射频频谱仪分析得到谱线的3dB 带宽为5kH z,由于测量精度的限制,认为光纤激光器的3dB 线宽小于10kH z。
图7 采用10km 延迟光纤测量的自外差信号F ig.7 The heterodyne signal m easured a t 10km d elay fiber4 结 论结合非相干技术,利用全光纤型FR 抑制空间烧孔效应,通过2个短FBG F -P 腔选模,研制了一种单纵模窄线宽光纤激光器。
给出了功率输出特性,阈值抽运光功率为11mW,输出信号光功率为73mW,斜率效率达55%。
激光器输出中心波长为1550nm,光谱稳定,信噪比高。
采用10km 单模光纤延迟线进行了延迟自外差线宽测量,由于测量精度的限制,最后得到光纤激光器的3dB 线宽小于10kHz 。
