双光栅外腔半导体激光器压窄技术的研究

介绍了利用双光栅外腔结构对650 nm半导体激光器输出激光进行选模、线宽压窄及波长调谐的 研究。获得了最窄线宽<0.01 nm的单纵模激光输出,实现了波长调谐范围约8.4 nm。     

光栅掠入射腔对ArF激光线宽的压缩和调谐

对国内首次研制成功的ArF准分子激光器实现了窄线宽可调谐运转,提出并利用光栅掠入射腔实现了线宽小于0．020nm的窄线宽和连续调谐运转,注入到放大级实现了脉冲能量大于40mJ的窄线宽可调谐激光输出。设计利用氧气吸收光谱对处于真空紫外的ArF激光实现了波长标定和线宽的准确测量。     

温控体布拉格光栅外腔单管半导体激光器

为了研究铷蒸气激光中的线宽匹配技术,基于半导体制冷片(TEC)的温度控制技术设计了窄线宽可调谐单管半导体激光器.利用半导体激光器的温度漂移特性,使LD的激光光谱中心波长在780 nm附近(工作温度-6℃),采用体布拉格光栅(VBG)外腔结构改善了LD的激光光谱,获得了功率1.448 W线宽0.13 nm的激光输出.通过调节VBG的温度,LD波长可从779.28 nm调谐至780.13 nm,调谐范围达850 pm.     

掺铥光纤激光器波长可调谐输出特性

利用1 550 nm光纤激光器搭建了一个同带泵浦环形腔掺铥光纤激光器,并对其光谱输出特性进行了研究。在1 550 nm激光泵浦下,1.6 m掺铥光纤自发辐射谱覆盖1 800~1 900 nm范围,3 dB带宽大于60 nm;通过在腔内插入隔离器,获得了线宽小于0.2 nm的激光输出,中心波长在1900 nm附近;进一步在腔内加入FP腔,获得了可调谐的窄线宽输出,光谱调谐范围达60 nm,覆盖从1 840~1 900 nm的光谱范围,激光线宽仅为0.07 nm。另外,在腔内使用通信波段用FP腔,同样获得了较宽调谐范围的窄线宽输出。输出光谱分为1 820~1 850 nm和1 865~1 915 nm两个区域,调谐范围共达80 nm。结合使用2 000 nm FP腔的可调谐光谱范围,该激光器在1 820~1 915 nm的范围都可以获得激光输出,与掺铥光线的自发辐射谱基本相符。     

30kHz窄瞬时线宽扫频激光光源的研制

搭建了一个中心波长为1340 nm、扫频速度为30 k Hz的光纤型窄瞬时线宽扫频激光光源,光源相位和光强稳定性高,扫频范围为10 nm,半峰全宽为6 nm,瞬时线宽小于0.018 nm,输出平均光功率为9.1 m W。实验扫频激光光源在傅里叶域锁模技术的基础上,使用精密度为5578、窄透射窗口的法布里-珀罗滤波器(FFP-TF)作为调谐滤波器,以腔内增益介质的自发辐射为背景光,经过单模长光纤后,到达FFP-TF并对腔内的激光进行调谐滤波,最后稳定地输出窄瞬时线宽的扫频激光。讨论了影响光源瞬时线宽的因素。搭建的窄瞬时线宽扫频激光光源具有极高的精密度和稳定性,可直接应用于对分辨率要求比较高的高速分子光谱学、分子吸收光谱学等领域。     

用于空间外差光谱仪光谱定标的窄线宽可调谐光纤激光器

针对星载CO2遥感探测空间外差光谱仪2.04 μm通道光谱定标的应用需求,研制了一台2.04 μm波段窄线宽波长可调谐的高稳定性铥钬共掺光纤激光器(THDFL).利用线型复合谐振腔的维纳效应扩大有效纵模间隔,有效抑制了多模激光振荡,输出激光线宽达7.5 MHz;通过对振动隔离和温度补偿封装的FBG施以轴向拉伸应力,该THDFL可在2040～2042.5 nm范围内调谐,且输出波长不确定度小于5×10-3 nm;使用研制的1565 nm光纤激光泵浦源,THDFL输出功率达192 mW;利用该可调谐THDFL提供的输出激光,溯源于波长标准后实现了空间外差光谱仪2.04 μm通道的光谱定标,且定标精度优于设定的指标要求.     

L-波段可调谐环形掺铒光纤激光器

报道了一种波长调谐范围达41nm(1569nm 到1610nm) 的L - 波段环形腔掺铒光纤激光 器。波长选择部分由偏振控制器和偏极器构成,通过调整环形腔内偏振控制器,改变腔内不同波长的偏振态以获得可变波长输出。高双折射光纤的引入,能够极大的压缩线宽,3dB 线宽≤0. 12nm ,在1590nm 的斜率效率为24. 7 %。实验中还对耦合器的输出耦合比与激光输出功率和调谐范围的关系进行了研究。     

紧凑型光栅外腔可调谐半导体激光器

研制了一台结构紧凑的窄线宽、可调谐半导体激光器.采用光栅外腔Littrow结构,将光栅和平面反射镜置于同一个旋转平台上,并使光栅衍射平面和平面镜反射平面的交线与平台旋转轴重合,通过旋转平台实现光栅外腔选取单纵模、压窄线宽和波长调谐,并保证输出光的方位不发生改变,同时用棱镜将输出光斑压缩成为类方形.该激光器的尺寸为110 mm×80 mm×35 mm,中心输出波长为653 nm,谱宽0.07 nm,调谐范围4.6 nm,可连续稳定运转4小时以上.     

激光二极管阵列的窄线宽、可调谐输出

外腔反馈的激光二极管阵列(LDA)可获得窄线宽、可调谐的光谱输出。外腔由快轴准直镜、准直光学系统和闪耀光栅组成。由于阵列中各发光单元的排列弯曲导致不同波长的光原路返回,引起谱线展宽,在输出光路中加入光谱滤波器,使激光二极管阵列的线宽进一步窄化。这样,激光二极管阵列的输出光谱由自由运转时的2 nm压缩到0.12 nm,在恒定温度23℃时,实现了激光在806～818 nm的调谐,调谐范围达12 nm。     

YAG激光器泵浦钛宝石激光器和光学参量振荡器

采用一台调Q脉冲式Nd：YAG激光器同时泵浦Ti：蓝宝石激光器和光学参量振荡器（OPO），在重复频率30Hz下获得了Ti：蓝宝石可调谐激光波长为700～890nm，转换效率28．8％及440～2600nm的连续可调谐窄线宽的光参量激光输出，能量转换效率达23％。