多波长随机拉曼光纤激光器:微光纤结谐振器的应用与光谱特性研究
在过去十年中,随机光纤激光器因其简单结构、低成本和独特光学特性成为研究热点。它们在光纤传感、光通信和无斑点成像中应用广泛,成为复杂系统中多学科研究的新平台。基于瑞利散射的随机光纤激光器利用千米级光纤结合受激拉曼散射,成为多波长光纤激光器的有效解决方案,广泛应用于光通信、光学传感和成像等领域。其独特的功率分布使其有可能实现高功率激光器。
常用的多波长发射方法包括受激布里渊散射和梳状滤波器。研究人员开发了多种滤波器,如Lyot滤波器、Sagnac滤波器和光纤布拉格光栅。最近提出了声光可调谐滤波器和光谱可编程空间光调制器,以实现灵活的光谱操作。尽管随机拉曼光纤激光器可以打破稀土掺杂剂的光谱限制,但在1.65μm波段实现的多波长随机拉曼光纤激光很少且大多基于布里渊增益,限制了光谱特性的操纵。

微光纤结谐振器因其高品质因子、良好兼容性和小尺寸备受关注。它具有宽带梳状传输光谱,理论上可以过滤光纤透明窗口中任何波长的光。研究人员采用火焰刷法制备了单模光纤,微光纤直径约为4.8μm,手工打结成直径约2cm的环,安装在电动平移台上进行双向拉伸。微光纤结谐振器的两侧分别连接超连续谱源和光谱分析仪,监测透射谱。
随机拉曼光纤激光器装置采用国产1540nm光纤激光器作为泵浦源,最大泵浦功率为6.8W。该激光器由3dB耦合器和10km单模光纤组成的高反射镜提供拉曼增益和瑞利后向散射反馈。微光纤结谐振器连接到1650nm,对腔内功率较低的后向1650nm拉曼激光进行滤波。输出功率曲线显示,在输出口1处的输出功率较低,输出口2功率正常,最大泵浦功率为6.8W时,输出功率达到3.34W。
不同泵浦功率下的输出光谱特性显示,在2.6W泵浦功率下,观察到混沌放大自发发射,3.1W泵浦功率下演变为稳定多波长发射。进一步增加泵浦功率时,出现另一个钟形包络。激光线的通道间距为0.18nm,与光纤结谐振器的自由光谱范围相同。高泵浦功率下,光子在光纤中经历更长路径,导致红移。输出口2的光谱演变趋势与输出口1相似,但单次光谱存在差异。
研究人员比较了有无微光纤结谐振器的实验结果。微光纤结谐振器引起的附加损耗增加了激光阈值,但在高泵浦功率条件下影响较小。无微光纤结谐振器时,左腔的红移和功率下降更快,泵浦功率为6.8W时,光谱变得粗糙,表明产生了二阶拉曼激光。微光纤结谐振器作为腔内滤波元件,具有增强的非线性,导致了不同寻常的光谱特性。
研究人员提出了一种基于U波段微光纤结谐振腔的多波长随机拉曼光纤激光器,实现了多达40个波长通道。微光纤结谐振器是一种小尺寸全光纤和波长不敏感宽带滤波器,具有可调性好、柔韧性高、结构简单等优点。这种激光设备为实现U波段的柔性多波长铺平了道路,也可以扩展到其他波段的多波长产生。
-
硅光、光模块与CPO的关联及核心特性分析
硅光、光模块、CPO这些高频出现的技术术语,背后承载着数据传输效率突破的核心逻辑。从传统通信网络到新一代数据中心,光传输技术的每一次革新都离不开材料、结构与封装方式的突破。本文将带你走进光传输技术的核心圈层,揭秘硅光技术如何推动光模块从分立组装走向共封装时代,以及这条进化之路上的关键突破与未来方向。
2025-12-31
-
铋基钙钛矿展现强非线性光学响应,推动全光器件发展
近日,燕山大学与南开大学联合研究团队在无铅钙钛矿非线性光学材料领域取得重要突破。相关成果以《空间自相位调制铋基钙钛矿的强非线性响应及其全光应用》为题,发表于国际知名期刊Laser&PhotonicsReviews(2025,19(8):2401929)。该研究不仅系统揭示了有机–无机杂化铋基钙钛矿在可见光波段的优异三阶非线性光学性能,还成功演示了其在全光开关与全光二极管等关键光子器件中的实际应用潜力。
2025-12-31
-
光学三大核心元件:平面镜、凸透镜与凹透镜的原理及应用探析
从日常梳妆的镜面反射到航天探测的精密成像,从视力矫正的光学器具到芯片制造的光刻技术,光学元件已深度融入人类生产生活与尖端科技领域。平面镜、凸透镜、凹透镜作为光学系统的三大核心基石,其基于光的反射与折射规律的工作机制,构建了现代光学技术的基础框架。本文将系统阐述三者的物理原理、设计规范、应用场景及发展趋势,展现基础光学元件的科学价值与技术魅力。
2025-12-31
-
TriAngle激光束准直:一看就懂的高精度光学校准方案
激光在工业加工(切割、焊接)、医疗设备(激光手术仪)、科研实验等场景中,都需要“走得直、聚得准”。如果激光束跑偏、发散,要么加工出来的产品不合格,要么医疗操作有风险,实验数据也会出错。
传统的激光校准靠人工慢慢调,又费时间又容易出错,环境稍微变一点(比如温度、振动)就不准了。而TriAngle是专门解决这个问题的设备,能让激光校准变得简单、快速又精准。2025-12-30
