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光纤布拉格光栅长外腔反馈半导体激光器特性研究
1
作者 张云豪 刘奎 +1 位作者 郜江瑞 王军民 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1035-1041,共7页
窄线宽激光器是光谱学和精密计量学等实验的基本组成部分。由于半导体激光器对外部光学反馈十分敏感,所以可以利用光反馈的高带宽抑制半导体激光器的相位噪声,进而压窄线宽。本文采用光纤布拉格光栅作为反馈元件,搭建了长外腔反馈回路... 窄线宽激光器是光谱学和精密计量学等实验的基本组成部分。由于半导体激光器对外部光学反馈十分敏感,所以可以利用光反馈的高带宽抑制半导体激光器的相位噪声,进而压窄线宽。本文采用光纤布拉格光栅作为反馈元件,搭建了长外腔反馈回路。为了降低外界环境温度起伏和气流扰动的影响,对反馈光路的光纤控温,使得1小时内最大温度起伏从0.039℃降低到0.003℃。此外,测试了反馈带宽对激光线宽的影响,尽管实验所用光纤布拉格光栅的带宽远大于自由运转的激光线宽,但仍然可以观察到激光线宽被压窄,且光纤光栅的带宽越小,激光线宽越窄。对于此现象,分析认为在反馈回路中应该存在一种负反馈机制,可以将激光线宽稳定到反馈光谱的某个斜率处,所以光纤光栅的反馈带宽越窄,反馈光谱的斜率越大,反馈越灵敏。通过调整光纤光栅的反馈功率在0~1 mW范围内改变,观察到当反射功率为0.8 mW时,光反馈将激光线宽从自由运转的100.5 kHz压窄到最窄的11.5 kHz,0.2 kHz~2 MHz范围内的相位噪声降低约20 dB。 展开更多
关键词 半导体激光器 光反馈 相位噪声抑制 线宽压窄
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光纤光栅外腔半导体激光器波长调谐方法研究 被引量:6
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作者 金杰 欧阳丽霞 +1 位作者 张妍 李彬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期437-440,共4页
可调谐光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)激射波长由光纤光栅布喇格波长决定,调谐光纤光栅布喇格波长可以改变激光器的激射波长。重点介绍采用轴向应力、径向应力和温度对光纤光栅布喇格波长的调谐。布喇格中心波长的偏移与轴向应力、... 可调谐光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)激射波长由光纤光栅布喇格波长决定,调谐光纤光栅布喇格波长可以改变激光器的激射波长。重点介绍采用轴向应力、径向应力和温度对光纤光栅布喇格波长的调谐。布喇格中心波长的偏移与轴向应力、径向应力和温度等变化量均呈极好的线性比例关系,且在较大的测量范围内一直保持线性关系。详细说明了光纤光栅外腔半导体激光器采用这三种方法调谐时的特点、适用范围,并对它们的性能进行了比较,给出在不同条件下适合的调谐方法。 展开更多
关键词 光纤光栅 调谐 半导体激光器
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温度变化对光纤光栅外腔半导体激光器激射波长的影响 被引量:11
3
作者 周寒青 吴正茂 夏光琼 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期65-66,共2页
在考虑了光纤光栅的位相后 ,从光纤光栅外腔半导体激光器 (FGESL)所满足的阈值条件出发 ,从理论上研究了温度的变化对FGESL激射波长的影响。数值模拟的结果表明 :由于温度变化造成半导体介质和光纤的折射率发生变化从而导致FGESL的纵模... 在考虑了光纤光栅的位相后 ,从光纤光栅外腔半导体激光器 (FGESL)所满足的阈值条件出发 ,从理论上研究了温度的变化对FGESL激射波长的影响。数值模拟的结果表明 :由于温度变化造成半导体介质和光纤的折射率发生变化从而导致FGESL的纵模发生移动 ,因此FGESL的激射波长随着温度的升高将存在向长波长方向发生移动的趋势。对于短外腔 ,FGESL的纵模间距较大 ,由于半导体介质折射率随温度的变化程度大于光纤折射率随温度的变化程度 ,因而存在模式跳跃现象 ;对于长外腔 ,由于FGESL的纵模间隔很小 ,因而不存在明显的模式跳跃现象。这些结果符合其他研究者的实验观测。 展开更多
关键词 光纤光栅 半导体激光器 激射波 温度变化 模式跳跃 FGESL 阈值
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基于级联光纤Bragg光栅的外腔半导体激光器三波长同时激射 被引量:4
4
作者 马军山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1305-1308,共4页
实现了使用3个级联的光纤Bragg光栅外腔半导体激光器3波长同时激射.3条谱线的峰值波长取决于光纤Bragg光栅的峰值反射波长,分别为1531.5nm、1549.4nm与1554.8nm.注入电流为52mA时,激光器总输出功率为1mW.该激光器的主要优点包括,由于输... 实现了使用3个级联的光纤Bragg光栅外腔半导体激光器3波长同时激射.3条谱线的峰值波长取决于光纤Bragg光栅的峰值反射波长,分别为1531.5nm、1549.4nm与1554.8nm.注入电流为52mA时,激光器总输出功率为1mW.该激光器的主要优点包括,由于输出波长被锁定在光纤Bragg光栅的Bragg波长上,因此输出波长稳定,谱线窄,成本低.可应用于多波长干涉测量以及全光通信等领域中. 展开更多
关键词 激光器 光纤光栅 多波激射
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双波长工作的光纤光栅外腔半导体激光器
5
作者 周凯明 葛璜 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第Z01期391-395,共5页
本文利用多波长光纤布拉格光栅与端面镀有增透膜的半导体激光器管芯耦合形成外腔激光器。研究了不同光纤光栅布拉格波长间隔下,器件的工作性能。当光纤光栅波长间隔不同于管芯的FP腔模式间隔时,不能得到稳定的多波长输出。通过调整光... 本文利用多波长光纤布拉格光栅与端面镀有增透膜的半导体激光器管芯耦合形成外腔激光器。研究了不同光纤光栅布拉格波长间隔下,器件的工作性能。当光纤光栅波长间隔不同于管芯的FP腔模式间隔时,不能得到稳定的多波长输出。通过调整光纤栅的各个布拉格波长间隔,使之和半导体激光器FP模式间距相同时,得到了输出稳定的双波长激光。 展开更多
关键词 光纤光栅 半导体激光器 布拉格波 FP模式 双波工作
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高边模抑制比窄线宽的光纤光栅外腔半导体激光器 被引量:11
6
作者 周凯明 胡雄伟 +2 位作者 刘海涛 葛璜 安贵仁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期478-482,共5页
本文从耦合腔理论出发分析了光纤光栅外腔半导体激光器的模式选择 ,得到了为达到稳定的高主边模抑制比所需的短外腔、短光纤光栅的器件设计原则 .制作了两只光纤光栅外腔半导体激光器 ,Q1为短外腔 (<2 mm)、短光纤光栅 (4mm)结构 ,Q2... 本文从耦合腔理论出发分析了光纤光栅外腔半导体激光器的模式选择 ,得到了为达到稳定的高主边模抑制比所需的短外腔、短光纤光栅的器件设计原则 .制作了两只光纤光栅外腔半导体激光器 ,Q1为短外腔 (<2 mm)、短光纤光栅 (4mm)结构 ,Q2 为长外腔 (2 0 mm)、长光纤光栅 (1 7mm)结构 .测量 Q1的主边模抑制比为 35d B,Q2 的主边模抑制比为 1 0 d 展开更多
关键词 光纤光栅 半导体激光器 耦合 高边模抑制比 窄线宽
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1.53μm光纤光栅外腔半导体激光器乙炔吸收稳频 被引量:6
7
作者 周开军 赵华凤 +2 位作者 俞涛 薛林 马晓红 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期603-606,共4页
报道了1.53μm波段光纤光栅外腔半导体激光器的乙炔吸收稳频。通过理论分析参数选择,设计了光纤光栅外腔半导体激光器和光纤光栅调谐与调制结构。利用锁定放大器闭环控制布拉格波长,将激光器输出波长锁定在乙炔气体1530.37 nm的吸收峰上... 报道了1.53μm波段光纤光栅外腔半导体激光器的乙炔吸收稳频。通过理论分析参数选择,设计了光纤光栅外腔半导体激光器和光纤光栅调谐与调制结构。利用锁定放大器闭环控制布拉格波长,将激光器输出波长锁定在乙炔气体1530.37 nm的吸收峰上,频率稳定度达10-8。 展开更多
关键词 激光技术 稳频 光纤光栅 半导体激光器 乙炔
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光纤光栅外腔半导体激光器的理论及实验研究 被引量:5
8
作者 王丽丽 任建华 +4 位作者 赵同刚 徐大雄 饶岚 吴炜 郭永新 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期361-363,394,共4页
对影响光纤光栅外腔半导体激光器特性的几个重要因素(光纤光栅长度、耦合系数、内腔反射系数)进行了理论分析和数值模拟。从实验上进行了验证,实测了不同反射率情况下激光器的激射光谱,得到了带宽为0.1nm、出纤功率达417.4μW、边模抑... 对影响光纤光栅外腔半导体激光器特性的几个重要因素(光纤光栅长度、耦合系数、内腔反射系数)进行了理论分析和数值模拟。从实验上进行了验证,实测了不同反射率情况下激光器的激射光谱,得到了带宽为0.1nm、出纤功率达417.4μW、边模抑制比高达37.9dB的激光谱线。验证的结果表明,理论分析、数值模拟、实验结果是吻合的。 展开更多
关键词 半导体激光器 光纤光栅 数值模拟 模耦合
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基于光纤光栅外腔半导体激光器的2.5Gb/s波长转换实验 被引量:1
9
作者 周胜 谢光 付焰峰 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2000年第11期19-21,共3页
首次用光纤光栅外腔半导体激光器的方法进行了 2 .5Gb/s的波长转换实验。将波长向上转换了 5nm ,得到了较清晰的眼图。该激光器采用标准的DIP 14低成本封装 ,该波长转换方法具有输出波长稳定、低啁啾的特点。
关键词 光纤光栅 激光器 转换 半导体激光器
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1.5μm波段乙炔气体稳频光纤光栅外腔半导体激光器 被引量:2
10
作者 金杰 张建伟 +1 位作者 杨宇 马翔 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期341-343,共3页
为了提高1.5μm波段激光器的频率稳定性,利用乙炔分子饱和吸收稳频,设计了一种稳频的光纤光栅外腔半导体激光器。其通过步进电机对光纤光栅进行拉伸调节波长,实现了激光频率调谐。结果表明,所研制的激光器拥有较高的频率稳定度。
关键词 激光器 半导体激光器 饱和吸收稳频 光纤光栅 乙炔
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基于级联光纤光栅的双模外腔半导体激光器的实验研究 被引量:2
11
作者 马军山 耿健新 方祖捷 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期994-997,共4页
实现了使用两个级联的光纤 Bragg光栅的外腔半导体激光器的双模运转 .两个模的峰值波长取决于光纤 Bragg光栅的峰值反射波长 ,分别为 1 53 1 .5nm与 1 549.4nm.注入电流为 53 m A时 ,两模峰值功率达到均衡为 0 .5m W,边模抑制比为 2 7d B.
关键词 激光器 光纤光栅 双模运转 半导体激光器 边模抑制比
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光纤光栅外腔半导体激光器理论模型分析与选取 被引量:5
12
作者 郭天华 汪岳峰 于广礼 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期225-230,共6页
为了讨论三腔镜近似或耦合腔近似两种等效腔模型对计算光纤光栅外腔半导体激光器等效反射率等参量的近似程度,挑选出最优的理论模型,采用数值计算的方法进行模拟仿真,得到了两种模型在采用切趾光纤Bragg光栅和非切趾光纤Bragg光栅情况... 为了讨论三腔镜近似或耦合腔近似两种等效腔模型对计算光纤光栅外腔半导体激光器等效反射率等参量的近似程度,挑选出最优的理论模型,采用数值计算的方法进行模拟仿真,得到了两种模型在采用切趾光纤Bragg光栅和非切趾光纤Bragg光栅情况下的阈值增益等特性曲线。结果表明,在采用切趾光纤Bragg光栅,特别是切趾深度较大的情况下,采用三腔镜近似模型更加符合实际情况。此研究结果对分析和设计单纵模光纤光栅外腔半导体激光器具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 激光器 半导体激光器 数值计算 光纤BRAGG光栅 等效反射率
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用乙炔吸收方法实现光纤光栅外腔式半导体激光器稳频的研究 被引量:1
13
作者 李志全 苏凤燕 康莉莉 《燕山大学学报》 CAS 2008年第1期37-40,共4页
设计了用乙炔吸收方法稳频1.53μm光纤光栅外腔式半导体激光器的系统结构并简述了基本原理。系统中的吸收气室选用渐变折射率和带尾纤的光纤,提高了耦合的稳定性。采用三次谐波锁定技术,消除了背景功率的影响。利用锁定放大器闭环控制... 设计了用乙炔吸收方法稳频1.53μm光纤光栅外腔式半导体激光器的系统结构并简述了基本原理。系统中的吸收气室选用渐变折射率和带尾纤的光纤,提高了耦合的稳定性。采用三次谐波锁定技术,消除了背景功率的影响。利用锁定放大器闭环控制布拉格波长,将激光器的输出波长锁定在乙炔气体1530.37nm的吸收峰上,24h内频率稳定度达10^(-8)。 展开更多
关键词 光纤光栅半导体激光器 乙炔 稳频
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外腔半导体激光器激射波长温度稳定性的研究
14
作者 邓涛 陈海涛 《光通信研究》 北大核心 2006年第2期58-60,共3页
在考虑了光纤光栅(FG)的相位分布之后,根据光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)所满足的阈值条件,从理论上研究了前端面反射率对光纤光栅长外腔半导体激光器(LECFGSL)激射波长温度稳定性的影响。数值模拟的结果表明:随着温度的变化,LECFGS... 在考虑了光纤光栅(FG)的相位分布之后,根据光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)所满足的阈值条件,从理论上研究了前端面反射率对光纤光栅长外腔半导体激光器(LECFGSL)激射波长温度稳定性的影响。数值模拟的结果表明:随着温度的变化,LECFGSL的激射波长围绕光栅布拉格反射波长上下波动,激光器前端面反射率对激射波长波动幅度有较大的影响,当前端面反射率<10-4时,激射波长与光栅布拉格反射波长基本一致,其温度稳定性较好。 展开更多
关键词 光纤光栅长外腔半导体激光器 激射波 前端面反射率 温度稳定性
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光栅外腔半导体激光器的波长特性研究
15
作者 吴正茂 夏光琼 +1 位作者 穆峰 林跃强 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 1997年第5期22-24,共3页
本文对光栅外腔半导体激光器调谐在不同波长所需的阈值条件和输出功率进行了研究。
关键词 光栅 半导体激光器 特性 激光器
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光栅光阀实现外腔半导体激光器波长调谐研究
16
作者 周南权 陶纯匡 崔胜利 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期115-117,共3页
根据光栅光阀(GLV)的技术原理,设计了一种实现外腔半导体激光器波长调谐的实验装置,能有效地实现激光输出波束的精密调谐,同时也降低了调谐的机械难度,本文提供的各项性能参数为实现加工提供了一定的参考。
关键词 光栅光阀 半导体激光器 调谐 MEMS 闪耀光栅
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单片机控制步进电机实现光纤光栅外腔半导体激光器调谐
17
作者 金杰 李彬 张建伟 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期53-54,共2页
本文介绍了步进电机在光纤光栅外腔半导体激光器调谐中的应用,利用步进电机角位移与控制脉冲之间的精确同步,控制脉冲宽度与频率,经连杆、齿轮等精密机械传动后,带动千分尺转动,控制光纤光光栅拉伸,从而实现利用单片机控制步进电机对外... 本文介绍了步进电机在光纤光栅外腔半导体激光器调谐中的应用,利用步进电机角位移与控制脉冲之间的精确同步,控制脉冲宽度与频率,经连杆、齿轮等精密机械传动后,带动千分尺转动,控制光纤光光栅拉伸,从而实现利用单片机控制步进电机对外腔半导体激光光栅波长进行调谐。 展开更多
关键词 光纤光栅 半导体激光器 步进电机
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光纤光栅外腔半导体激光器的多参量优化分析 被引量:7
18
作者 何晓颖 黄德修 李蔚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期961-965,共5页
基于等效腔模型,采用多参量优化的多目标遗传算法优化了光纤光栅外腔半导体激光器(FGECL)管芯的两个端面反射率和外腔长度.研究了FGECL的阈值特性,并对多个参量优化和单个参量优化的结果进行了比较分析·表明获取最低阈值电流,要以... 基于等效腔模型,采用多参量优化的多目标遗传算法优化了光纤光栅外腔半导体激光器(FGECL)管芯的两个端面反射率和外腔长度.研究了FGECL的阈值特性,并对多个参量优化和单个参量优化的结果进行了比较分析·表明获取最低阈值电流,要以激光器的电光转换效率和输出光功率为代价,从而得到高边模抑制比、窄光谱线宽、良好动态特性和高调制速率的FGECL·并且发现当两端面的反射率增加,同时激射波长在外腔长度中形成稳定谐振时,激光器的阈值电流达到最小值,但相应的电光转换效率和出光功率会急剧地减小· 展开更多
关键词 光纤光栅半导体激光器 阈值电流 遗传算法 多参量优化
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光纤光栅外腔半导体激光器输出谱的射线法研究 被引量:4
19
作者 何玉平 夏光琼 +1 位作者 邓涛 吴正茂 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期18-19,共2页
本文采用射线法,计及增益随波长的变化,首次导出了光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)输出谱的表达式。利用该表达式,结合载流子速率方程,对FGESL输出谱的精细结构进行研究。研究结果表明:光纤光栅外腔将引起位于反射带宽附近波长处能量... 本文采用射线法,计及增益随波长的变化,首次导出了光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)输出谱的表达式。利用该表达式,结合载流子速率方程,对FGESL输出谱的精细结构进行研究。研究结果表明:光纤光栅外腔将引起位于反射带宽附近波长处能量分布发生变化,在反射带宽内出现多峰结构,峰的数目与外腔长度有关;随着电流的增大,FGESL的输出功率和边模抑制比总体呈现上升的趋势,上升过程中存在波动,波动的幅度和频率随着前端面反射的减小而减小。 展开更多
关键词 光纤光栅半导体激光器 射线法 输出谱 输出功率 边模抑制比
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光纤光栅外腔半导体激光器锁模特性 被引量:2
20
作者 杜向硕 康志龙 +1 位作者 安振峰 任浩 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期672-675,690,共5页
根据等效腔法和耦合模理论,研究了光纤光栅外腔半导体激光器的理论模型。讨论了光纤光栅反射率对阈值电流和输出功率的影响,说明光纤光栅反射率存在一个最佳值。耦合系数越高,等效反射率也就越大,因此提高耦合系数可以有效的增加输出功... 根据等效腔法和耦合模理论,研究了光纤光栅外腔半导体激光器的理论模型。讨论了光纤光栅反射率对阈值电流和输出功率的影响,说明光纤光栅反射率存在一个最佳值。耦合系数越高,等效反射率也就越大,因此提高耦合系数可以有效的增加输出功率。实验表明:前端面反射率对锁模起主要作用,随前端面反射率的减小,外腔模的作用越明显,边模抑制比越大;光纤光栅的反射率存在一个最佳值,过高或过低都会使边模抑制比变小。当注入电流为100 mA时,优化的光纤光栅外腔半导体激光器的峰值波长变化小于0.3 nm,边模抑制比大于45 dB。 展开更多
关键词 光纤光栅半导体激光器 前端面发射率 光纤光栅反射率 锁模 等效反射率
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