全国产1550nm窄脉宽光纤放大器

本文分析了掺铒光纤长度与泵浦功率对放大器激光输出光谱及功率的影响,采用自制窄脉冲驱动电路,自制1550nm半导体光纤耦合模块作为信号光源,自制9xxnm的半导体光纤耦合模块作为泵源,优化光纤长度,实现了波长1550?6nm,脉宽8?8ns,峰值功率2?8k W光纤激光器输出,并对输出激光功率及光谱进行了分析,最终完成了全国产1550nm窄脉宽光纤放大器的研究。     

150W平均功率高重频窄脉宽激光成功输出

近日,中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光技术与应用系统实验室的研究小组,采用振荡放大方式,以级联放大的脉冲LD为种子光源,以国产大模场面积掺镱双包层光纤为放大介质,成功实现了平均功率150W的高重频、窄脉宽激光输出。     

基于拉曼放大和掺铒光纤激光器的远程无源传感系统

提出了一种包含拉曼放大和掺铒光纤激光器的远程无源传感系统。该系统中拉曼放大的剩余泵浦功率可用作掺铒光纤激光器的泵浦源,产生的激光信号作为传感信号省略了额外的传感光源。由于拉曼放大作用,可以实现75km长距离无源传感而获得超过40dB的高信噪比。     

C+L波段双级双泵浦的宽带掺铒光纤光源研究

针对光纤通信技术、光纤传感以及光谱测试等领域对宽带光源的要求,本文以C+L波段掺铒光纤光源为研究对象,构建了双级双泵浦源的仿真系统,在单级双泵浦源的基础上,改变泵浦LD的功率、掺铒光纤的长度等参数进行仿真实验,寻找出该掺铒光纤光源合适的光纤长度以及泵浦功率大小。最后,将它和同等泵浦功率下的单级双泵浦掺铒光纤光源进行对比分析,得出单级双泵浦掺铒光纤光源的平坦度与输出光功率不如双级双泵浦掺铒光纤光源的结论。     

高功率窄线宽可调谐 1 064 nm 环形腔激光

文章采用了三镜环形腔内插入标准具获取高功率窄线宽可调谐1064 nm 激光。对环形腔的单向运行、标准具压窄线宽与调谐波长及激光大基模体积运转进行了理论分析与计算,结合实验优化了腔镜曲率与输出耦合率。在808 nm 半导体激光泵浦功率151 W 条件下,获得输出功率33.7 W、光束质量因子 M 2＝1.28、线宽0.1 GHz 的单向1064 nm 激光输出,相应的光转换效率22.3%。采用高精度控温仪对标准具进行精确温控,实现激光波长的精密调谐。改变标准具温度获得1064 nm 波长调谐范围72.6 GHz,调谐精度为220 MHz。波长调谐过程中1064 nm 激光输出功率变化约10%。整个系统稳定可靠,而且相对简单,较易实现,为获得可调谐窄线宽1064 nm 激光提供了实用有效的技术手段。     

百纳焦保偏掺镱光纤飞秒激光放大系统

论文提出了一种百纳焦量级全保偏掺镱光纤放大器系统的设计方法,该系统利用掺镱光纤锁模激光器作为种子源,采用啁啾脉冲放大技术,通过两级掺镱光纤放大,并对放大输出光进行压缩。实验结果显示,压缩后可获得单脉冲能量113纳焦,脉冲宽度221飞秒的激光输出。     

宽范围VCSELs为结构化布线注入新的活力

垂直腔面发射激光器(VCSELs)是用于光纤中的基于激光的光源。然而VCSELs现在仅能以850nm传输，且只能供多模光纤在1和10G位／秒的数据速率下使用。宽范围VCSELs可以使设备提供商显著降低1310nm单模光纤传输的成本。     

基于ADuC7028的LD泵浦掺钕钒酸钇固体激光器控制系统的设计

设计了一种基于ADuC7028的LD(激光二极管)泵浦的掺钕钒酸钇固体激光器(Nd:YVO4)的控制系统.采用积分分离的数字PID温度控制,并结合功率反馈控制,根据LD驱动电流、激光工作温度与输出光功率三者之间的关系,找寻激光的最佳工作温度.在最佳工作温度下,激光具有较高的电光转换效率.实时监测激光输出功率的稳定性并进行温度的反馈调节,使激光输出功率的稳定性有了很大的改善.     

LD泵浦激光器稳定性的研究与设计

本文根据LD泵浦激光器特点及输出激光品质与工作温度、注入电流之间的关系，设计了一个以51系列单片机为核心的控制系统。系统采用PID算法，通过软硬件的合理设计，较好的控制了LD泵浦的腔体温度和工作电流，使激光器具有稳定的输出波长和功率(强度)。同时实现了系统与上位机的人机对话和远程监控。     

基于光子晶体光纤F-P腔的高压电器温度传感器系统

基于光子晶体光纤F-P的窄带滤波特性和液晶折射率对温度变化敏感特性,提出了一种用于高压电器温度测量的温度传感器系统.该系统主要由液晶填充的光子晶体光纤F-P腔传感器、光纤F-P滤波器、放大电路和显示模块组成.将向列型液晶填充在光子晶体光纤F-P腔内,温度变化引起最大反射光强点波长的变化,采用光纤F-P腔滤波器解调出光波...     

基于FPGA的可调谐激光器控制电路设计

可调谐激光器是光纤光栅解调系统中最主要的部件之一,其输出波长和功率的稳定性影响整个解调系统的性能;文中对MG-Y可调谐激光器的调谐原理进行了分析,设计了一种基于FPGA的可调谐激光器控制电路;使用温度控制芯片ADN8834对MG-Y激光器进行温度控制,通过改变电流源的输出电流,控制激光器的输出波长;利用光谱分析仪采集激光器的输出波长,并对激光器的输出波长进行标定,制作“波长-电流”查询表;FPGA通过调用“波长-电流”查询表,实现激光器的波长在1527~1567 nm范围内以20 pm间隔连续线性扫描。同时搭建光纤布拉格光栅解调系统,验证了可调谐激光器解调光纤光栅中心波长的可行性。     

高分辨率光纤激光振动传感器研究

提出并实现了一种高分辨率光纤激光振动传感器.通过在一段高增益有源光纤上写入光纤Bragg光栅(FBG),激光泵浦后形成光纤激光器,振动信号引起激光器的波长发生变化,采用偏振无关的非平衡Michelson干涉仪将激光波长变化转换为相位变化.干涉仪输出的信号经过光电转换后,使用采集卡转换为数字信号输人计算机,采用相位载波(PGC)解调技术,实现信号的高分辨率解调.试验结果显示:该传感器系统的最小可探测加速度在250Hz时为200 ngn/<平方根,Hz>,解调结果与待测信号具有良好的线性关系.     

一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤瓦斯测量系统

设计了一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤煤矿瓦斯测量系统,通过改变中心波长1653 nm半导体分布式反馈( DFB)激光器的工作温度来扫描半导体DFB激光器的输出波长,在5 nm波长扫描范围内,存在明显的瓦斯气体吸收峰。半导体DFB激光器输出的光注入被测气体室,气体室的输出光携带有瓦斯气体浓度信息,用光电探测器将光信号转化为电信号,再由A/D采集卡采集到信号处理系统,通过对有吸收峰位置的光功率和无吸收峰位置的光功率进行比较,则可计算出瓦斯浓度。该传感系统采用80 mA恒流源驱动半导体DFB激光器,使其输出光强保持不变,其结构简单、灵敏度高。     

带有双路TEC温控的功率可调DFB激光器驱动电源设计与实现

DFB激光器泵浦对环境温度十分敏感,为减小环境温度及泵浦发热温度变化对激光器输出造成的影响,提出了一种带有双路TEC温控的功率可调DFB激光器驱动电源。该电源以STM32为控制核心,对激光器光源和晶体内部温度采集与控制的双路温控系统进行研究,使激光器工作温度恒定。通过压控恒流源,连续调节DFB激光器功率。试验结果表明,该驱动电源相比传统方式,体积小、电流精度高、温度稳定性好,应用前景广阔。     

光纤光栅传感器用的高功率宽带光源

运用单程后向结构,通过优化掺Er光纤结构,从实验上实现了一种功率达29.4mW,平均波长为1544.336nm的高功率宽带掺Er超荧光光源,3dB带宽为31.2nm,在C波段1525～1565nm之间可实现功率高于27.8mW,在1532.1～1560.6nm之间的平坦度可达±0.5dB(不加任何滤波器的条件下),可以较好地满足光纤Bragg光栅在传感领域的研究和实用化的应用要求,作为单独的光源也适用于光纤陀螺等场合.     

基于光纤供能的气体传感系统设计

设计并搭建了一套基于光纤供能技术的气体传感系统,可以实现300m外的环境CO气体浓度的采集及显示。本系统采用808nm激光器产生的激光通过105μm芯径的多模光纤传输到GaAs 光伏电池,光伏电池将其转化为电能,并通过电源管理模块为气体传感器模块和光发送模块供电。气体传感器模块采用STM32芯片控制传感器ZE07-CO,以采集CO气体浓度数据,光发送模块将数据通过光纤传回基站。最后在基站完成数据的显示和分析。为确保系统正常工作,激光器输出的最低光功率为 1113.4mW,而经过300m光纤后到达光伏电池的光功率为758mW,此时光伏电池输出的最大电功率约为235mW,即光伏电池的最大光电转换效率为31%,经过电源管理模块后实际输出电功率为195mW,即电源管理模块的效率为83%,系统总效率为25.7%,数据传输率为 28.8kbyte/s。     

光纤温湿度传感器功率响应与涂覆层厚度关系

采用了一种基于光强度调制的双包层单模光纤温湿度传感器,对其结构特性和工作机理进行研究;根据光波导理论推导出了双包层光纤的模式场分布情况与特征方程;在传感器的制作过程中,对光纤的腐蚀工艺、温湿度敏感材料的选择、涂覆方法等作出实验分析.实验研究表明:敏感材料的涂覆厚度对传感器的光功率输出响应范围和线性度具有很大的影响,需要控制好涂覆层的厚度,以达到理想的光强调制深度和响应线性度.     

SMF中的Stokes光频移的温度传感特性研究

本文首先从单模光纤中声学声子、泵浦光子和stokes光子的频率之间的波矢关系出发,理论推导了单模光纤中的stokes光频移与工作环境温度之间的变化关系式。接着设计了一个基于受激布里渊散射效应的多波长掺铒光纤激光器的结构装置,并实验测试了该多波长光纤激光器的Stokes光频移随外界温度的变化曲线,实验结果表明：Stokes光频率漂移量和温度之间存在很好的线性关系,且随着温度的升高,高阶Stokes光频移对温度的频移系数高于低阶Stokes光。     

基于光子晶体光纤的单抽运光学参量放大器特性研究

针对光子晶体光纤具有高非线性和低色散斜率的优良特性,在单抽运的情况下,利用光子晶体光纤线性相位失配的不同组合来满足相位匹配条件,分别推导了抽运光在反常色散区和正常色散区时的放大器增益和带宽表达式,进行了模拟分析,并与文献中的基于色散移位光纤和高非线性光纤的参量放大器进行了比较。仿真结果表明,光子晶体光纤参量放大器具有更好的放大特性,当抽运光在零色散波长处时,单边增益带宽达到108.7 nm,峰值增益为91.4 dB;处在正常色散区时,距离抽运光77.1 nm的单边增益带宽不小于46 nm。在此基础上,讨论了色散波动对参量放大器的影响,显示光子晶体光纤具有较好的色散容忍性。     

串口通信在激光器监控系统中的应用

随着光纤激光器广泛应用与快速发展,市场竞争与成本控制不断加强,其光电系统的控制与保护成为光纤激光应用的关键;为实现激光器的智能化控制和预报警保护,降低生产和维护成本,详细介绍了激光器监控系统的软、硬件设计及其测试结果;通过Visual Basic编写USB转RS232的串口通讯软件,以STM32F407ZG单片机为核心设计了激光器功率驱动、故障保护、数据采集等硬件电路,完成PC端上位机软件对光纤激光器功率的控制(0～100％),实现对光纤激光器泵源温度、工作电流、工作状态等数据的实时采集和监测;根据对300 W光纤激光器输岀功率进行测试,可得到系统光光转换效率高达70.53％;同时经过72 h整机老化后,根据测试结果可得到激光器功率输出稳定度高达96.6％.设计已广泛应用于切割、焊接、精密打孔、3D雕刻等工业加工领域的实际生产中.