自放大结构分布反馈光纤激光器输出特性

在光敏性掺铒光纤上制作了45mm长非对称相移结构光纤光栅,构成前后向功率输出比大于100∶1的分布反馈光纤激光器.利用一定长度的掺铒光纤吸收有源相移光栅后的剩余泵浦光,实现了对前向输出激光信号的放大,并采用OptiSystem软件模拟了掺铒光纤长度与增益的关系.为了保持输出激光的窄线宽和低噪音特性,利用布喇格波长与激光相同的光纤光栅和光纤环行器构成光窄带滤波器,对放大后激光信号的ASE噪音进行滤除.研究表明:所设计的激光器结构充分利用了泵浦光,在300mW的(980nm)泵浦功率下获得了功率为32.5mW,线宽为11.5kHz,相对强度噪音为-87dB/Hz的激光输出.     

光栅辅助的光纤谐振环反射特性研究

针对成品相移光栅反射谱中透射窗口位置的小可调谐性,提出了一种由单模光纤谐振环和普通布拉格光栅组成的新型器件.利用信号流程网的方法,详细分析了该器件的工作原理,给出了该器件的反射输出表达式,并推导了该器件的精细度和半峰全宽的表达式,利用Matlab进行了数值模拟.结果发现光栅辅助的光纤谐振环的反射谱具有相移光栅反射谱的特点,并且该器件反射谱中透射窗口的深度和位置还具有可调谐性.最后,分析了光纤谐振环参数对该器件反射谱的半峰全宽和精细度的影响,为进一步提高该器件作为窄线宽单频光纤激光器选频元件的性能提供了理论依据.     

双波长啁啾相移光纤光栅

理论研究并实验验证了一种含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅.采用F矩阵对啁啾相移光纤光栅进行计算并分析了该光栅的谱特性.含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅可以在普通啁啾光栅透射谱阻带中产生双波长透射峰,透射峰位置直接取决于光栅中π相移的位置,透射峰的线宽和透射峰的波长间隔没有关系,仅随着啁啾率的增大而增大.采用带相位掩模的逐点扫描法对含有两段π相移的双波长啁啾相移光栅进行了制作,获得波长间隔为8 nm的双波长透射谱的光栅器件.该光栅的消光比和3 dB谱线宽分别为20 dB和0.08 nm,实验结果和理论设计一致.     

基于相移光纤光栅的布拉格波长解调原理的分析

提出了一种基于相移光纤光栅(phase shifted fiber grating)的布拉格波长解调技术，相移光纤光栅在反射谱阻带中能打开线宽极窄的一个或多个通透窗口，而且窗口位置随所加相移量的大小呈线性变化。实验中应用电流调谐相移量以实现布拉格波长的解调。选用最大波长偏移量为2nm的相移光纤光栅进行调谐滤波，温度的测量范围可达到200℃，应变的测量范围可达到2000μs。实验表明利用相移光纤光栅进行布拉格波长解调，取得了预期的效果，为布拉格波长解调技术提出了新的思路。     

高频调制大功率窄线宽分布反馈光纤激光器

研制了一种窄线宽光纤激光器.在有源相移光栅后加一段掺铒光纤,当用980 nm抽运光注入时,首先形成了分布反馈(DFB)光纤激光器,而残余抽运光将铒纤中铒离子从基态抽运到了激发态,对DFB激光实现了有效放大,实现了对残余抽运光的充分利用,节省了功耗、降低了成本;同时利用温控技术克服了DFB光纤激光器的温度敏感问题;将相移光栅黏贴于片状压电陶瓷(PZT)的表面实现了高频调制.实验研制的激光器的最高调制频率为2 kHz、输出功率为15.6 dBm,线宽为300 kHz. 关键词： 分布反馈光纤激光器 窄线宽 大功率 高频调制     

相移光纤光栅多重滤波特性研究及应用

滤波器是通信中一种重要的器件,相移光纤光栅因其显著的滤波特性,可作为带阻滤波器应用于密集波分复用系统,实现光信号的解调。影响相移光纤光栅滤波特性的因素有很多,通过相移光纤光栅的耦合模理论分析,并利用MATLAB语言编程计算出相移光纤光栅的单波长、双波长和多波长滤波反射谱。结果发现:光栅参数的变化会使相移光纤光栅滤波特性发生改变;当进行双波长滤波时,反射谱将随着相移点位置由内向外的改变而向内塌缩;多波长滤波时,相移点位置不同可分别出现多透射窗口和超宽矩形透射窗口。     

一种新型可调谐环型腔掺饵光纤激光器输出特性的研究

理论分析了光纤光栅调谐量与光纤应力和拉伸系数间的关系,实验研究了环行腔掺铒光纤激光器的最佳输出耦合比、调谐波长与新型可调谐光纤光栅挤压长度的关系以及不同耦合比对激光线宽和调谐范围的影响。在最佳输出耦合比为9:1时得到3.8mW最大激光输出功率,在耦合比为7:3时最大调谐范围为7.85nm。     

均衡功率的超宽带可调谐掺铒光纤激光器

报道了一种功率均衡的超宽带可调谐掺铒光纤激光器.该激光器采用窄线宽可调谐FP滤波器、掺铒光纤、波分复用器和耦合器构成光纤环形腔激光器，并通过部分反馈光功率自动控制，对输出激光功率进行均衡.实现了87 nm带宽（1525~1612 nm）范围内，输出激光功率波动小于0.2 dB的均衡结果.输出激光3 dB线宽为0.26 nm，边模抑制比大于55 dB.     

波长无啁啾调谐窄线宽掺Yb3+双包层光纤激光器

用相位掩模法, 在圆形掺Yb3+双包层光纤上制作了Bragg光纤光栅,并用它作为双包层光纤激光器的输出腔镜, 在光栅反射中心波长1055.2 nm位置得到了窄线宽的激光输出, FWHM为0.271 nm, 信噪比约为40 dB.这种结构的双包层光纤激光器, 在双包层增益光纤和后腔镜间没有连接损耗, 减小了双包层光纤激光器体积. 用自行制作的等强度梁对作为输出腔镜的光纤光栅做双向应力调谐, 实现了激光波长无啁啾调谐输出, 调谐范围1051.1~1060.04nm,调谐量达8.9nm, 调谐过程中激光3 dB线宽基本无变化.     

环形腔声光可调谐掺铒光纤激光器调谐范围的研究

介绍了一种基于声光可调谐滤波器(AOTF)的可调谐掺铒光纤激光器。从掺铒光纤放大器的速率方程和传输方程出发,推导出声光可调谐掺铒光纤激光器的输出公式,理论上解释了该环形腔声光可调谐掺铒光纤激光器调谐范围仅决定于掺铒光纤的增益带宽;并在实验中测得该激光器调谐范围为1 526.05 nm到1 560.63 nm,这个区间对应着实验所得掺铒光纤自发辐射谱的增益区间,从而验证了理论推导所得结论。     

Sub-watt threshold, kilohertz-linewidth Raman distributed-feedback fiber laser

We report a low-threshold, narrow linewidth Raman distributed-feedback (R-DFB) fiber laser at 1109.54 nm based on a 30 cm long center π phase-shifted Bragg grating written directly in a commercially available germano-silica (Ge/Si) fiber. The R-DFB was pumped by a continuous-wave (CW) linearly polarized fiber source at 1064 nm, and the threshold power, full width at half-maximum (FWHM) linewidth and slope efficiency with respect to the incident pump power are measured to be 440 mW, <2.5 kHz (measured with a 29.75 km fiber delay line) and 13.5%, respectively. An rf spectrum analyzer confirms that the R-DFB fiber laser exhibits single-frequency performance.     

非均匀应变场下相移光栅光谱特性及其实验研究

采用传输矩阵法系统研究轴向非均匀应变场下相移光栅光谱特性,对均匀应变、线性应变、二次应变以及三次应变分布下相移光栅反射谱进行仿真,分析应变分布函数各项系数对反射率、通透带宽、透射窗口对应波长以及光谱形状的影响,并得出规律性结论。基于不同形状悬臂梁组建应变调谐实验装置,利用有限元法计算固定于不同形状悬臂梁表面相移光栅栅区应变分布,结合数值计算结果进行相移光栅应变调谐实验,研究相移光栅栅区轴向在均匀应变场、线性应变场以及二次应变场下相移光栅的反射光谱,实验结果表明在不同应变场下相移光栅反射谱呈现规律性变化,与仿真结果很好吻合。     

Photonic mm-Wave Generation Using a Double Passband Fiber Bragg Grating Filter

We report a simplified version of a mm-wave generator employing the sideband filtering technique which uses a single optical sideband filter. Instead of using a Mach-Zehnder-like fiber network to select a pair of sidebands, we employ a single Fabry-Perot fiber Bragg grating with a pair of passbands separated by the mm-wave frequency. Using a single filter eliminated the need for polarization control and pathlength matching that was required by the former interferometer-like arrangement. We describe a 30 GHz generator design and present its mm-wave signal spectrum showing an instrument-limited linewidth of ~20 Hz. The generation of such an extremely narrow signal spectrum from a laser with a 1 MHz linewidth demonstrates the remarkable laser frequency noise cancellation property of the sideband filtering technique.     

弱耦合光纤光栅外腔半导体激光器

报道作者对单频窄宽光纤光栅外腔半导体激光器的一些研究结果。理论上分析了外腔的引入对激光器的阈值增益和光谱线宽的影响，实验上用自行研制的光纤布拉格反射滤波器（ＦＢＲ）与普通多纵模半导体激光耦合，在１．５５μｍ波段，得到边模抑制比大于２５ｄＢ，线宽小于６０ｋＨｚ的激光输出。     

基于紫外刻写相移光栅的温度应力同时测量传感器

传统光纤光栅传感器存在温度应力交叉敏感的问题,无法同时测量被测物体的温度应力变化情况。针对这种情况,提出一种新型的利用紫外光刻写相移光栅的方法,在刻写光栅前用电极放电的方法去除掉极小一段光纤的光敏性,使光纤原有的均匀周期分布状态被破坏,从而形成相移光栅,并对其进行理论分析。此种相移光栅的透射光谱存在2个明显的谐振峰,利用2个峰对温度和应变灵敏度不同的性质,可以通过建立解调矩阵来实现温度与应力的同时测量。实验结果表明:利用此种方法制成的相移布拉格光栅能够较为精确地实现温度、应力的同时测量,所制作的传感器温度灵敏度最高可达9.51 pm/℃,灵敏度方差低于2.125×10?7,应变灵敏度最高可达0.767 pm/με,灵敏度方差低于2.156×10?10。     

级联长周期光纤光栅的光谱特性研究

级联长周期光纤光栅的透射谱具有干涉峰的振幅大、谱型丰富等优点。利用传输矩阵法分析了级联及相移长周期光栅的光谱特性,研究了级联光栅间距、位置和相移对光栅谱的影响,并对级联及相移长周期光栅谱进行了比较。结果表明:两者光谱特性在光栅间距长度与光栅周期之比较小或级联位置靠近光栅两端时具有较强的一致性。对相移长周期光栅而言,当引入多个相移时,两个主阻带间的通带宽度随着引入的相移个数的增多而逐渐变宽。     

Bandwidth controllable transmission filter based on Moiré fiber Bragg grating

A new and efficient technique for fabrication of bandwidth controllable π–phase-shifted fiber Bragg grating (FBG) based on moiré grating using a uniform phase mask is demonstrated. The feasibility of writing a moiré grating into an ordinary SMF-28 fiber using stretching and double exposure by ultraviolet fringe is reported. We analyzed the relation between the initial differentia of phase of two exposures and the transmission spectrum of phase-shifted FBG. Moreover, we present a novel method to control the initial differentia of phase of two exposures. Using this technique, two kinds of resonant filters with a 3-dB line-width of 0.01 nm centered at 1553.79 nm and of 0.5 nm centered at 1554.57 nm respectively were fabricated with same uniform phase mask.     

Bandwidth controllable transmission filter based on Moiré fiber Bragg grating

A new and efficient technique for fabrication of bandwidth controllable π–phase-shifted fiber Bragg grating (FBG) based on moiré grating using a uniform phase mask is demonstrated. The feasibility of writing a moiré grating into an ordinary SMF-28 fiber using stretching and double exposure by ultraviolet fringe is reported. We analyzed the relation between the initial differentia of phase of two exposures and the transmission spectrum of phase-shifted FBG. Moreover, we present a novel method to control the initial differentia of phase of two exposures. Using this technique, two kinds of resonant filters with a 3-dB line-width of 0.01 nm centered at 1553.79 nm and of 0.5 nm centered at 1554.57 nm respectively were fabricated with same uniform phase mask.     

分布反馈式光纤激光器线宽特性及其展宽机理研究

针对分布反馈式光纤激光器(DFB-FL)线宽特性进行了深入研究.通过理论推导和实验验证, 分析了自脉动、相 移光栅、激射窗口宽度以及外界环境扰动等因素对DFB-FL线宽的展宽作用. 进一步提出了压缩DFB-FL线宽的有效方法和途径,给出了自注入锁模方式下对DFB-FL线宽压缩的对比实验结果, 将DFB-FL的线宽从35 kHz压缩到了10 kHz.