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利用SOA環(huán)形腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可調(diào)諧激光器 - 筱曉上海光子

閱讀:1913      發(fā)布時(shí)間:2022-6-16
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可調(diào)諧激光器可以在一定的波長范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)激光器的輸出波長,為科研和工作帶來了很大的便利。實(shí)現(xiàn)激光波長調(diào)諧的原理大致有三種,第一種是通過某些元件(如光柵)改變諧振腔低損耗區(qū)所對(duì)應(yīng)的波長來改變激光的波長,第二種是通過改變某些外界參數(shù)(如磁場(chǎng)、溫度等)使激光躍遷的能級(jí)移動(dòng),第三種是利用非線性效應(yīng)實(shí)現(xiàn)波長的變換和調(diào)諧(非線性光學(xué)、受激拉曼散射、光二倍頻,光參量振蕩)。

我們采用第一種原理,通過將可調(diào)諧濾波器加入激光諧振腔的方式改變腔內(nèi)的損耗曲線,系統(tǒng)原理圖如下所示:







 可調(diào)諧激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 




SOA(Semiconductor O ptical Amplifier)是一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的光放大器。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小,便于與其他光器件進(jìn)行集成,充分利用了現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器技術(shù),制作工藝成熟,成本低、壽命長、功耗小。在該可調(diào)諧激光器諧振系統(tǒng)中,SOA同時(shí)提供了增益介質(zhì)和泵浦源的功能。SOA驅(qū)動(dòng)電路中集成了SOA光芯片的溫控系統(tǒng)和電流控制系統(tǒng),主要是防止光芯片在使用過程中的損壞,同時(shí)也提高了激光器的功率穩(wěn)定性。


可調(diào)濾波器控制了諧振腔中不同頻段的損耗強(qiáng)度,可選擇性地讓自發(fā)輻射光在目標(biāo)頻率點(diǎn)進(jìn)行受激放大,生成激光。以本文的可調(diào)濾波器為例,其可調(diào)濾波范圍為1545~1557 nm。掃描濾波器的濾波范圍并采集激光輸出光譜,得到不同波段的激光輸出光譜圖如下:






 可調(diào)諧激光器光譜圖 



同時(shí),我們測(cè)試了該可調(diào)諧激光器的功率穩(wěn)定性和波長穩(wěn)定性,數(shù)據(jù)如下:








 功率穩(wěn)定性測(cè)試圖 








 波長穩(wěn)定性測(cè)試圖 



測(cè)得激光的線寬為57.3pm:







 輸出激光線寬測(cè)試圖 



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C波段SOA 非線性半導(dǎo)體光放大器   1550nm 14dBm (25mw)
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