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Abstract
College of Electronic and Electrical Engineering, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China
A Michelson interferometer (MI) composite cavity fiber laser sensing system based on radio frequency (RF) interrogation is proposed and experimentally demonstrated. The system down-converts the traditional MI light frequency detection to RF detection, which improves the stability of the system. The optic fiber MI is placed in the laser resonator to form a composite cavity structure, which greatly improves the sensitivity of beat frequency signal demodulation.
Michelson interferometer compound cavity multi-longitudinal mode beat frequency radio-frequency detection Chinese Optics Letters
2022, 20(4): 040603
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京100044
对2 μm波段的法布里-珀罗光纤光栅进行了仿真分析和实验制作;设计并搭建了一种基于多通道法布里-珀罗光纤光栅滤波器的三波长间可切换的单纵模复合腔掺铥光纤激光器。激光谐振腔内使用由两个光耦合器组成的8字环无源子腔来扩大纵模间隔;使用自制法布里-珀罗光纤光栅滤波器进行波长选择,并利用偏振控制器调节腔内损耗以抑制光纤激光的强模式竞争;通过应力调节架调节均匀光纤光栅,实现了三个波长间切换的单纵模激光运转。实验结果表明:在室温时,该掺铥光纤激光器可获得输出波长分别为1941.48 nm、1941.57 nm和1941.65 nm,对应光信噪比分别为61 dB、61 dB和60 dB的稳定的可切换单纵模激光输出。分别对三个波长的激光进行连续50 min的稳定性测量,得到激光输出功率的波动分别小于0.39 dB、0.61 dB和0.55 dB,波长波动小于光谱仪的最小分辨率0.05 nm,说明该激光器具有良好的稳定性。
激光光学 掺铥光纤激光器 单纵模 复合腔 光纤光栅 法布里-珀罗光纤光栅滤波器 中国激光
2021, 48(21): 2101001
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 陕西省组合与智能导航重点实验室, 陕西 西安 710068
建立了一种短腔长复合式光纤法布里-珀罗压力传感器反射光谱的模型,提出了一种双参数椭圆拟合腔长解调算法,并对腔长为26~30 μm的复合式法布里-珀罗腔的解调进行了仿真。结果表明,采用双参数椭圆拟合算法进行腔长解调的最大误差仅为0.05 μm。搭建了光纤法布里-珀罗传感器解调系统,在加压条件下对复合式光纤法布里-珀罗压力传感器进行了解调实验,实现了20 kHz的解调速率,验证了所提算法在解调短腔长复合式光纤法布里-珀罗压力传感器方面的可行性与实时性。
光纤光学 光纤传感器 复合腔 反射光谱 6个参数的椭圆拟合算法 双参数椭圆拟合算法
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
以半导体激光器中的复合腔模型和实测的分布反馈光纤激光器的外腔端面反射率为基础, 对不同反射率条件下分布反馈光纤激光器的输出功率进行了仿真, 同时搭建了二基元分布反馈光纤激光器阵列实验平台, 对仿真结果进行了验证.仿真与实验结果表明：外腔反馈光重新注入分布反馈光纤激光器会增加激光器的输出功率, 降低了阵列的输出功率平坦性.并且外腔端面反射率越大, 这种平坦性降低的效果越明显.在构建分布反馈光纤激光器阵列时, 应考虑外腔反馈对阵列输出功率平坦性造成的影响, 尽量选择外腔端面反射率较小的激光器进行组阵.
光纤光学 输出功率平坦性 复合腔模型 分布反馈光纤激光器 外腔端面反射率 Fiber optics Output power flatness Compound cavity laser model Distributed feedback fiber lasers array Facet reflectivity of external cavity
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 北京市准分子激光工程技术研究中心, 北京 100094
短波长、高光子能量的ArF 准分子激光在集成电路光刻、材料加工、激光医学等领域具有重要的应用。结合线宽压窄技术方案设计了193 nm ArF 准分子激光器复合腔结构，理论分析了复合腔结构能量提升的原理。针对准分子激光器的长腔特性，提出了实现其复合腔窄带激光模式锁定的解决方案，并进行了实验验证。与通常插入色散元件的单窄带腔相比，锁定后的准分子激光复合腔在输出线宽基本不变的情况下能量提高了4.02 倍，激光效率大幅提升，能量稳定性也大幅优化。
激光器 准分子激光器 复合腔 高效率 窄线宽
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对高能窄带激光系统对光谱纯度检测的需求，提出通过精确测量激光光谱能量分布情况分析光谱纯度的方法，并进行了相关实验研究。该光谱纯度检测装置主要由中阶梯光栅、精密移动刀口、灵敏功率计等组成，实验利用该装置分析了复合腔结构准分子激光系统输出激光的光谱纯度，实验结果表明通过精确测量激光中各光谱成分所占的能量比例可实现光谱纯度的检测。该光谱纯度检测装置结构紧凑、成本较低、测量准确度高，在高能窄带激光系统搭建过程中具有重要的应用价值。
光谱学 光谱能量分布 刀口 复合腔 双腔结构 激光与光电子学进展
2015, 52(7): 073002
1 中国电子科技集团公司第三十八研究所, 安徽 合肥 230088
2 重庆邮电大学通信学院, 重庆 400065
3 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230601
报道了一种可用于生成毫米波源的单纵模双波长光纤激光器。该激光器采用保偏光纤布拉格光栅作 为波长选择器件,其选出的两个波长是正交偏振态的,增强了偏振烧孔效应,有效减少了不同波长 之间的竞争,得到稳定的双波长输出。利用复合腔的游标效应抑制多模振荡,实现激光器单纵模运转。 双波长间隔约0.318 nm (39.8 GHz), 边模抑制比(SMSR)大于50 dB。
激光技术 光纤激光器 单纵模 双波长 保偏光纤布拉格光栅 复合腔 laser techniques fiber laser single-longitudinal-mode dual-wavelength polarization-maintaining fiber Bragg grating compound cavity
中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
研究了基于级联单光纤耦合器(OC)和双OC光纤环的复合环形腔光纤激光器的单纵模运转特性。通过对级联单OC和 双OC光纤环辅腔的谐振通带特性进行分析,给出了优化双OC环的谐振通带特性以实现稳定单纵模运转的依据。 利用构建的这种复合环形腔光纤激光器,实验验证了该理论依据的正确性。当主腔腔长为6.8 m, 单OC环环长为0.45 m, 双OC环环长约为0.56 m时,选取双OC的耦合比为0.7, 单纵模运转的稳定性相对最好,实验与理论分析结果相吻合。
激光技术 光纤激光器 辅腔 复合腔 单纵模 laser techniques fiber laser secondary cavity compound cavity single-longitudinal-mode
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230022
报道了一种宽调谐单纵模光纤激光器。该光纤激光器采用环行器确保腔内激光的单向传输, 可以有效消除空间烧孔效应;采用复合腔的Vernier效应选取单个纵模;利用未泵浦掺杂光纤的可饱和吸收效应, 有效抑制光纤激光器的跳模现象;同时, 利用自行研制的光纤光栅调谐装置, 调谐激光器振荡波长。测试结果表明, 该单纵模光纤激光器输出激光的线宽为0.7 kHz, 功率为10 mW, 波长调谐范围为20 nm, 且调谐过程中始终保持单纵模特性。
激光技术 单纵模 复合腔 光纤布拉格光栅 laser techniques single-longitudinal-mode compound cavity fiber Bragg grating
国防科学技术大学 光电科学与工程学院，长沙 410073
分析了采用分束器构建干涉型复合腔进行激光束相干合成的过程与原理.利用分束器的特征矩阵研究了分束时产生的反射与透射相移，得到了两束相干光经过分束器分束后进行相干叠加时相移满足的普适关系，从相移的角度解释了分束器一侧发生相长干涉时另一侧必然发生相消干涉这一现象.比较了分束器与光纤耦合器在激光束相干合成应用中的一些特性，并验证了所得相移关系式的正确性.
相干合成 干涉型复合腔 分束器 反射与透射相移 特征矩阵 Coherent combining Interference compound cavity Beam splitter Phase-shift Eigen-matrix
