突破!基于旋转光纤滤波器的双波长锁模激光器研究成果登顶级期刊
双波长锁模光纤激光器(DMFL)在双梳光谱、双梳测距、太赫兹光谱等领域具有广泛应用前景,因此受到学界与业界的关注。相较于传统双模锁模激光器,其同一谐振腔输出的双波长锁模脉冲可有效抑制共模噪声,无需额外配置光学频率锁定装置或激光器间信号校正算法。
原理图
核心方案与创新点
路桥团队提出基于旋转光纤(SPF)滤波器的新型双波长锁模方案,其核心特性如下:
1.旋转光纤滤波器特性:借助偏振色散效应,旋转光纤后连接偏振器可形成梳状滤波器,且能使激光维持线偏振状态。该滤波器的周期与旋转光纤长度成反比——当光纤长度从3m增至39m时,周期从30nm降至2nm;通过改变旋转光纤与偏振器的夹角,可实现滤波曲线的平移。
2.激光器结构:采用全保偏单壁碳纳米管锁模光纤激光器结构,仅需调整旋转光纤与保偏光纤的熔接角度,即可实现双波长锁模。
关键参数调节与实验结果
1.重复率调节:在保持重复率差稳定在约1.5kHz的条件下,通过增加腔长,可将重复率从30MHz调控至20MHz。
2.重复率差调节:当重复率稳定在20MHz时,通过改变旋转光纤长度,可将重复率差从0.5kHz调控至1.4kHz。
3.脉冲特性:双波长脉冲的中心波长分离度(如1554nm与1580nm分离26nm)与滤波器周期一致,脉冲宽度分别为3.7ps和1.6ps,且具有良好的相干性;其中,L波段脉冲功率更高、光谱更宽(原因在于低泵浦条件下C波段的再吸收效应更为显著)。
相关研究与价值
在前期研究中,2011年,Zhao团队首次实现了稳定的重复率差(470Hz);后续研究多采用级联光纤布拉格光栅、萨格纳克环滤波器、利奥滤波器等方案。本研究通过旋转光纤滤波器,为双波长锁模光纤激光器的设计提供了更为简便、灵活的技术路径,相关成果已发表于《JournalofLightwaveTechnology》。
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