1 北京工业大学 材料与制造学部 激光工程研究院,北京 100124
2 北京工业大学 北京激光应用技术研究中心,北京 100124
利用声光调制器(AOM)激光反馈回路对泵浦激光的强度噪声进行抑制,获得了5 dB以上的强度噪声抑制(@
f=1 Hz~50 kHz)。2 μm单频光纤激光器的相对强度噪声获得3~15 dB的抑制(@
f=1 Hz~50 kHz),且其强度噪声水平接近探测器极限(@
f=40~400 Hz)。同时,其频率噪声也得到了3~8.4 dB的抑制。经过两级掺铥保偏光纤放大器后,2 μm单频激光的输出功率提升至5.2 W左右,其频率噪声几乎没有明显增加,并且频率噪声水平均在100 Hz/
$\sqrt {{\rm{Hz}}} $![]()
![]()
(
f>13 Hz)。实现了频率响应为45 MHz/V,频率漂移为41.4 MHz@1 h,功率波动<0.4%@1 h,线宽<5 kHz稳定的单频激光输出。该类超低噪声2 μm单频光纤激光器将成为下一代引力波探测器的候选光源。
低噪声 相对强度噪声 频率噪声 单频 高功率 光纤激光器 low-noise RIN frequency noise single-frequency high power fiber laser 红外与激光工程
2022, 51(6): 20220400
1 北京工业大学 材料与制造学部 激光工程研究院,北京 100124
2 北京工业大学 北京激光应用技术工程研究中心,北京 100124
利用笔者自主搭建的双波长单频光纤激光器作为种子,通过声光调制器以及多级光纤放大后,将激光注入至100 m长的高非线性光纤中,该光纤的零色散点在1 550 nm处。借助高非线性光纤的四波混频效应,最终在峰值功率13 W的泵浦下获得了一系列新的光谱成分,20 dB范围内共产生了46条新光谱。这些光谱跨越了1.337 THz,并且每条光谱中只包含一个纵模。由于新光谱基于四波混频效应产生,不同光谱之间不存在增益竞争等问题,因此,该激光器的多波长单频可以稳定存在,并且光谱强度接近。该多波长单频光纤激光器不仅具有线宽窄、相干性高、噪声低等优势,由于其还可以在全光纤结构下同时输出多个波长的单频激光,这使得其在波分复用光通信、光频率转换、激光雷达、微波光子学等领域具有十分重要的应用。
光纤激光器 单频 多波长 四波混频 fiber laser single-frequency multiple wavelengths four wave mixing 红外与激光工程
2022, 51(6): 20220401
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031002
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 北京工业大学 激光工程研究院, 北京 100124
窄线宽半导体激光器日益广泛的应用对其驱动和温控电路提出了更高的要求。为获得窄线宽、稳定功率并实时可调的激光输出, 利用ATLWS200MA103驱动模块和TECA1系列温控模块搭建半导体激光器的驱动和温控电路, 对激光器输出的各项性能指标进行测试, 验证了在该驱动下, 激光器线宽可达到5kHz, 光功率稳定性达到0.1%。并利用波导谐振腔进行扫频实验, 得出驱动电流变化量与激光器中心频率变化量之间的关系表达式。
半导体激光器 驱动电路 温控电路 光功率 线宽 semiconductor lasers driving circuit temperature control circuit optical power linewidth
北京工业大学 激光工程研究院, 北京 100124
基于自制的双波长低反射率光纤光栅(FBG)作为分布式布拉格反射激光器(DBR)的输出端, 实现了掺Yb3+双频DBR光纤激光器。该FBG的双波长间隔为0.12 nm, 对应的频差为32 GHz。双频光纤激光器输出的两个波长分别为1 063.09 nm和1 063.21 nm, 光谱信噪比大于60 dB。每一个波长只包含一个纵模。两个纵模的拍频信号为32.014 GHz, 频谱信噪比大于35 dB。得益于光纤激光器本身具有结构紧凑, 抗干扰能力强等特点, 该型激光器有望作为高品质, 小型化的微波信号源, 用于微波传感和通信等领域。
光纤激光器 掺镱 双频 微波光子学 fiber laser Yb-doped dual-frequency microwave photonics 红外与激光工程
2018, 47(10): 1005005
北京工业大学激光工程研究院, 北京市激光应用技术工程技术研究中心, 北京 100124
报道了一种基于光纤可饱和吸收体的纳秒脉冲掺铥全光纤双腔激光器。该激光器采用线型双腔结构, 采用1550 nm连续光纤激光器作为抽运源, 以光纤布拉格光栅作为波长选择器件, 利用掺铥光纤的可饱和吸收特性, 同时结合双谐振腔间的相互作用, 获得稳定的纳秒脉冲输出。分别采用单包层铥钬共掺光纤和双包层掺铥光纤作为增益介质, 研究二者对激光输出性能的影响, 并进行优化对比, 最终实现平均功率为256.3 mW, 最窄脉宽为87 ns的1993 nm激光输出, 脉冲重复频率在20.0~33.3 kHz范围内可调。
激光器 光纤激光器 纳秒脉冲 双腔 光纤可饱和吸收体
全光纤结构超荧光光源各级均采用双包层掺镱光纤作为增益介质,中心波长为976 nm 和915 nm 的多模半导体激光器作为抽运源,利用窄线宽光纤布拉格光栅对宽带超荧光种子源进行滤波,经三级掺镱双包层光纤放大器放大,实现了中心波长分别为1060 nm 和1078 nm 的窄线宽超荧光稳定输出,输出功率分别达到57.4 W 和56.6 W,斜效率分别为66.6%和66.7%,放大后的窄线宽超荧光光源3 dB 光谱带宽均为0.05 nm。利用透射式衍射光栅对两路窄线宽超荧光进行光谱合束,实现了104.2 W 窄线宽超荧光输出,合束效率为91.3%,光束质量M2<1.7。
激光光学 光纤超荧光源 光纤放大器 掺镱光纤 光谱合束
北京工业大学激光工程研究院 国家产学研激光技术中心, 北京 100124
河北大学物理科学与技术学院河北省光电信息材料重点实验室, 河北 保定 071002
由于光学薄膜的透射光谱和反射光谱受表面粗糙程度的影响很大,因此在确定表面粗糙薄膜的厚度及光学常量时,如果不考虑这种影响必然会引起较大的误差。利用标量波散射理论,引入表面均方根粗糙系数,对粗糙薄膜表面的光散射进行了细致分析,得出了光散射影响下薄膜系统透射系数的表达式。在此基础上计算的薄膜厚度以及透射光谱与制备的氢化非晶硅薄膜的相应测量结果基本一致,由此确定的光学常量也更接近实际量值。该方法的运算过程不基于最小值优化算法,无需复杂软件辅助,是准确确定表面粗糙薄膜的厚度以及光学常量的一种有效方法。
薄膜 氢化非晶硅薄膜 表面粗糙系数 透射光谱 光学常量