低噪声超窄线宽单频光纤激光器.ppt

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1、低噪声超窄线宽单频光纤激光器LowNoiseUltra-narrowLinewidthSingleFrequencyFiberLaser上海瀚宇光纤通信技术有限公司张瑞新ILOPE2015北京目录商用单频光纤激光器技术简介上海瀚宇CoSF-1低噪声单频光纤激光器CoSF-1单频光纤激光器的关键技术指标CoSF-1单频光纤激光器系列产品单频光纤激光器应用介绍上海瀚宇单频光纤激光器的技术和产品蓝图致谢商用单频光纤激光器技术短直腔DFB单频光纤激光器（NKTPhotonics）短直腔DBR型（NPPhotonics；Adva

2、luePhotonics;华南理工大学等）复合腔技术（“虚拟环形腔”OrbitsLightwave）环形腔以及复合环形腔的技术（上海瀚宇）DFB型单频光纤激光器NKTPhotonics¼波长相移型光纤光栅；直接刻写在稀土掺杂光纤上。光纤光栅长度约为2-10cm工作波长范围由掺杂的光纤和相移光栅决定，1.0um（Yb）；1.5um（Er、ErYb）；2.0um（Tm）丹麦NKTPhotonics；法国IxFiber；上海光机所等photo-sensitive&rareearthdopedfiberPumplightdlg

3、ap=lB/4StimulatedlaseremissionatawavelengthlBTypicallength:2-10cmpassivefiberpassivefiberDFB型单频光纤激光器NKTPhotonics缺点：¼波长相移型光纤光栅要求技术难度高。掺杂光纤掺杂浓度和光纤激光器的噪声之间需要平衡考虑。特殊波长的光纤光栅理论上可行，但是实现困难。噪声偏大（光栅直接刻写在有源光纤上）DiodelaserIsolatorWDMcouplerDFBfiberlaser优点：谐振腔结构简单，FSR可达GHz，易于

4、实现单纵模输出DBR型单频光纤激光器NPPhotonics短直腔设计，腔长几个厘米量级高掺杂浓度，高吸收磷酸盐玻璃光纤作为有源介质无源光纤光栅对作为腔镜主要厂家包括NPPhotonics；AdvaluePhotonics；华南理工大学等DBR型单频光纤激光器-华南理工大学理论上可以通过大功率的泵浦激光实现高功率的输出；但是单纵模的输出功率还是会受到众多因素限制，例如驰豫振荡。线偏振输出的DBR激光器对光纤熔接有更高的要求，不容易实现高的偏振消光比。DBR型单频光纤激光器NPPhotonics优点：高掺杂浓度的磷酸盐玻璃

5、光纤能够实现较高增益，短腔设计可以实现较高功率输出。短的线形腔设计，纵模间隔较宽，易于实现单纵模输出。缺点：磷酸盐玻璃光纤熔点远远低于普通硅酸盐光纤，难以实现高强度的熔接，谐振腔可靠性差用于选频的光栅要求较高，不容易实现短直腔制作困难，难以适应苛刻的工作环境高掺杂磷酸盐玻璃长期可靠性偏差，导致光纤激光器性能下降“虚拟环形腔型”单频光纤激光器-OrbitsLightwave“虚拟环形腔型”单频光纤激光器-OrbitsLightwave关键技术：线形腔的基本结构，光纤光栅构成直腔的腔镜通过控制双向传输的波的偏振，实现相反的

6、圆偏振光（左旋和右旋），打破“驻波”的形成，实现虚拟的行波腔。腔内插入超窄带光纤滤波器（F-PFBG）选取单纵模。本质上仍然是短直腔结构，腔长决定的FSR依然是获取单纵模的关键，要求腔长较短使用普通的硅酸盐掺杂增益光纤“虚拟环形腔型”单频光纤激光器-OrbitsLightwave精确控制往返波的偏振态，通过光纤熔接的技术以及控制保偏光纤长度的技术获得全光纤型1/4玻片和3/4玻片，用于实现左旋或者右旋的圆偏振光，制作工艺复杂困难，不容易实现；保偏光纤的拍长不容易控制。必须通过腔内插入窄带滤波器实现单纵模的选取和输出，谐

7、振腔的损耗大。光纤光栅型F-PFBG滤波器要求高，是获取单纵模输出的关键。虚拟环形腔的设计消除了线形腔的驻波空间烧孔效应，但是因为圆偏振光的实现困难，椭圆偏振光的存在会导致驻波并不能被真正消除。OrbitsLightwave公司的“虚拟环形腔”技术实现工艺难度较大，缺少可复制性，难以批量生产，产品价格昂贵。CoSF-1单频光纤激光器-上海瀚宇“优化的行波腔”设计，消除驻波空间烧孔效应。长腔长的设计能够允许较长的增益光纤，充分吸收泵浦光，实现高功率输出。行波运转大幅度降低光纤激光器的相对强度噪声和相位噪声。全光纤型窄带滤

8、波器注入选取单纵模输出。长饱和吸收体稳定单纵模运转。单偏振控制消除偏振烧孔效应，实现稳定的单偏振输出，偏振消光比高达25dB以上。行波腔光纤窄带滤波器单偏振控制单元单频、单偏振输出CoSF-1单频光纤激光器-上海瀚宇全部采用商用化光纤器件，全光纤结构一体化设计。独特的行波腔设计，线偏振控制技术，单纵模选取以及稳定技术，专利技术，具