作者单位
摘要
重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
激光线宽作为表征激光相干性的重要参数,自激光技术诞生以来就备受人们关注。窄线宽激光器由于光谱纯度高、相干长度长、相位噪声低等优点,被广泛应用于引力波探测、冷原子物理、相干光通信、光学精密测量,以及微波光子信号处理等领域。随着现代信息技术的发展,窄线宽激光器作为这些应用的核心光源,在固有的线宽、噪声等参数得到进一步优化的同时也被期望拥有一些新的性能,如参数的极致调控、时频超稳、波长调谐,以及波长扫描等。激光本征线宽源于自发辐射噪声,激光器线宽压缩的发展历程是研究人员与自发辐射噪声对抗的历程。纵观窄线宽激光的发展历史,激光腔构型从简单的两个反射镜构成的单主腔、多布拉格反射面(DBR)构成的单主腔、分布反馈(DFB)结构构成的单主腔,到激光单主腔加固定单外腔,再到波长自适应分布弱反馈激光构型,其核心思想都是利用反馈信号对自发辐射噪声进行抑制。本文以激光主腔构型的演化发展为叙述脉络,总结窄线宽激光技术的研究进展,对比激光谐振腔构型在激光线宽压缩、噪声抑制思想上的异同,最后重点介绍新近发展的波长自适应分布弱反馈窄线宽激光器,对该类新型激光器的物理思想、核心器件和系统性能进行分析和讨论。
激光 窄线宽 波长自适应 分布弱反馈 瑞利散射 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114003
作者单位
摘要
重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
提出了一种基于聚合物微球腔的温度传感器,该温度传感器利用微球腔谐振波长漂移量测量外界环境温度变化量,兼具结构紧凑和高度灵敏的特点。首先利用有限时域差分法对拉锥光纤耦合聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球的谐振结构进行了仿真分析,验证了拉锥光纤激发聚合物微球腔中回音壁模式的可行性。实验结果表明,束腰直径为1.8 µm的拉锥光纤与直径为数十微米的聚合物微球之间通过消逝场耦合的方式能够激发品质因子为104量级的回音壁模式。利用点式封装和全包裹封装相结合的方式将拉锥光纤和聚合物微球封装一体,一方面可保持两者之间稳定的耦合状态,另一方面保护拉锥光纤和微球腔免受外界污染。由于聚合物微球腔的负热光系数大于其热膨胀系数,其谐振光谱随外界温度降低发生红移。当外界环境温度在20~30 ℃范围内变化时,聚合物微球腔温度灵敏度为68 pm/℃。与传统光纤温度传感器相比,该传感器的高品质因子使其具有更低的探测极限,在受限空间内的原位温度精密测量中具有潜在的应用前景。
温度传感器 微腔 回音壁模式 聚合物 temperature sensor microcavity whispering gallery mode polymer 
红外与激光工程
2022, 51(10): 20220535
作者单位
摘要
窄线宽激光器具有极高的光谱纯度、极大的峰值谱密度、超长的相干长度和极低的相位噪声,因而作为核心光源在引力波探测、光学时钟、冷原子物理、相干光通信、光学精密测量以及微波光子信号处理等领域中具有重要应用。激光及应用研究的深入开展,对激光器的综合参数性能提出了更高的要求,窄线宽激光器正沿着线宽超窄、时频超稳、波长可调和波长可扫等方向发展。立足激光腔内自发辐射与受激辐射的互作用原理,对激光腔的架构进行深入研究是目前实现窄线宽激光参数极致调控的重要研究思路之一。为了抑制自发辐射对受激辐射能量的扰动,激光自发明以来,逐渐发展了主腔激光、固定外腔反馈激光和自适应分布反馈激光等构型的激光器。其中,基于自适应分布反馈的激光架构主要是基于分布反馈对主激光腔内自发辐射的时空随机微扰进行深度抑制,达到对激光线宽进行波长自适应压缩的目的。本文首先介绍了窄线宽激光器的应用需求与架构演化脉络,随后介绍了主腔激光和固定外腔反馈激光的研究进展。然后重点介绍了新近发展的自适应分布反馈窄线宽激光器,对该类新型激光器的物理思想、核心器件和系统性能进行了分析和讨论。最后以分布式光纤传感、激光相干通信以及片上光信息处理作为典型应用领域介绍了窄线宽激光器的潜在应用,并展望了窄线宽激光器的发展前景和未来趋势。
光子学报
2022, 51(8): 0851503
作者单位
摘要
1 重庆大学 光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
2 电子科技大学 通信与信息工程学院宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室,四川 成都 610054
3 香港城市大学 电子工程系,香港
高频CO2激光在扭曲的单模光纤上制作的长周期光纤光栅(LPFG)还原后会产生谐振峰分裂现象。基于这种光栅结构,用拍频理论对谐振峰分裂现象和扭曲特性做了解释和分析,实验结果与理论分析相吻合。由于这种光栅的两分裂峰具有几乎一样的温度灵敏度,因此提出可通过测量这种光栅两分裂峰之间的距离来实现扭曲量的测量,并且当扭曲方向不一样时,两分裂峰的距离会变大或变小,因此该扭曲传感器在实现高灵敏度扭曲传感时还可辨别扭曲的方向。这种传感器在工业领域将具有良好的潜在应用价值。
传感器 长周期光纤光栅 拍频 CO2激光 扭曲传感器 
光学学报
2010, 30(8): 2441

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