石巖ASE-C/L寬帶激光光源推廣

光纖激光器取得突破時(shí)，很多從事光通信光纖器件研制生產(chǎn)的企業(yè)轉(zhuǎn)向到能量型的專(zhuān)門(mén)用于光纖激光器的器件的研制和生產(chǎn)。而在國(guó)內(nèi)，雖然有很多從事光通信光纖器件研發(fā)的企業(yè)，但直到現(xiàn)在，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)光纖激光器用器件的公司仍非常少，而且面向的市場(chǎng)也大多是國(guó)外。正是這種基礎(chǔ)上的空白導(dǎo)致我國(guó)光纖激光產(chǎn)業(yè)的滯后。所以，大力發(fā)展專(zhuān)門(mén)用于光纖激光器的光纖器件是我國(guó)光纖激光產(chǎn)業(yè)化的必由之路。而發(fā)展高功率光纖器件是其中的重中之重，光纖激光器重要的一個(gè)發(fā)展方向是往高功率發(fā)展，而且用于制造高功率光纖激光器的器件必須能承受高功率，普通的用于光通信的器件是無(wú)法做到的。另外，保偏器件也是其中重點(diǎn)的器件之一，對(duì)于鎖模光纖激光器，由于機(jī)械振動(dòng)引起的激光在諧振腔內(nèi)偏振態(tài)的起伏，以及偏振模色散會(huì)導(dǎo)致脈沖振幅的抖動(dòng)和光波長(zhǎng)的漂移。消除這種影響的有效方法是采用全保偏光纖諧振腔，即使用保偏摻鉺光纖和保偏單模光纖、偏振無(wú)關(guān)隔離器、保偏耦合器和偏振控制器，這些器件的使用可以有效地提高輸出鎖模脈沖的穩(wěn)定性。波長(zhǎng)可調(diào)諧光源基于熱光效應(yīng)和電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧。石巖ASE-C/L寬帶激光光源推廣

激光的種類(lèi)：從頻率來(lái)分為紅激光、藍(lán)激光、綠激光。從原理來(lái)分,有氦-氖激光,二氧化碳激光,二極管激光,準(zhǔn)分子激光,染色激光,氬離子激光,氮?dú)饧す?YAG激光等等。從連續(xù)性來(lái)分有連續(xù)激光和脈沖激光,脈沖激光有微秒級(jí)(10e-6秒),也有納秒(10e-9秒),皮秒(10e-12秒),和飛秒(10e-15秒)激光。從強(qiáng)度來(lái)分為,一級(jí),二級(jí)等等,級(jí)別越高時(shí)，強(qiáng)度越大相應(yīng)則要求采取更嚴(yán)格的保護(hù)措施。對(duì)人體和工作環(huán)境構(gòu)成危害的有直射光、反射光和漫散射光。進(jìn)行激光加工和激光整治時(shí)，還可能產(chǎn)生有害的煙霧、蒸氣和噪聲等，對(duì)環(huán)境造成輻射危害。大功率激光輻射會(huì)破壞某些精密儀器，甚至引起火災(zāi)。激光器電源的高壓也可能造成危害。激光輻射能對(duì)人眼和皮膚造成嚴(yán)重傷害。CWDM激光光源解釋光纖可以為激光切割、焊接、標(biāo)記和鉆孔等任務(wù)提供非常高的功率。

光子晶體光纖(PCF)具有可控的零色散點(diǎn)波長(zhǎng)和高的非線(xiàn)性系數(shù),被用于非線(xiàn)性光學(xué)方面。而其大模面積和無(wú)截止單模的設(shè)計(jì),有效地克服了常規(guī)光纖的缺陷,可明顯改善光纖激光器的某些性能。因此,研究PCF產(chǎn)生超連續(xù)譜及PCF激光器,具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。作為一種比較新型的激光晶體,Nd:GdVO4晶體除了具有Nd:YVO4晶體的優(yōu)點(diǎn)之外,它的熱導(dǎo)率也稍高于Nd:YAG晶體,被認(rèn)為是一種在高功率全固態(tài)激光器領(lǐng)域很有發(fā)展前景的激光晶體。本論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)概括如下:對(duì)光子晶體的概念、原理、特性、分類(lèi)、制備方法、計(jì)算方法、應(yīng)用和前景進(jìn)行了比較系統(tǒng)的綜述;簡(jiǎn)要介紹了光子晶體光纖的特點(diǎn)、種類(lèi)、制作方法、研究現(xiàn)狀及其潛在應(yīng)用價(jià)值。采用光參量放大器泵浦2.5米保偏PCF獲得了超過(guò)兩個(gè)倍頻程(300nm-1350nm)的超連續(xù)譜,在1.5(m-1.8(m范圍內(nèi)也觀(guān)察到了弱的光譜峰,OH離子的吸收造成了在1.4(m左右的光譜凹陷;采用鎖模鈦寶石飛秒激光器泵浦2米非線(xiàn)性PCF獲得了譜寬為390nm-1370nm的超連續(xù)譜。在800mW的輸入功率下得到了超連續(xù)譜的輸出功率為60mW;采用鈦寶石放大器泵浦保偏PCF得到了譜寬為380nm-1750nm的超連續(xù)譜,帶寬超過(guò)了兩個(gè)倍頻程。

可調(diào)（諧）激光光源實(shí)際上是一臺(tái)可調(diào)諧激光器，又稱(chēng)波長(zhǎng)可變激光器或調(diào)頻激光器。它所發(fā)出的激光，波長(zhǎng)可連續(xù)改變，是理想的光譜研究用光源?？烧{(diào)激光器分為連續(xù)波和脈沖兩種，脈沖激光的單色性比一般光源好，但其線(xiàn)寬不能低于脈寬的倒數(shù)值，分辨率較低。用連續(xù)波激光器作光源時(shí)，分辨率可達(dá)到10-9（線(xiàn)寬<1兆赫）。時(shí)間分辨激光光譜能輸出脈沖持續(xù)時(shí)間短至納秒或皮秒的很強(qiáng)度脈沖激光器，是研究光與物質(zhì)相互作用時(shí)瞬態(tài)過(guò)程的有力工具，例如，測(cè)定激發(fā)態(tài)壽命以及研究氣、液、固相中原子、分子和離子的弛豫過(guò)程。橫模的定義是垂直于激光傳播方向上某一橫截面上的穩(wěn)定場(chǎng)的分布。

在光學(xué)傳感領(lǐng)域，高質(zhì)量的白光激光對(duì)系統(tǒng)性能的提升具有重要意義，白光激光器的光譜覆蓋范圍越寬，其在光纖傳感系統(tǒng)的應(yīng)用就越多。例如，利用光纖布拉格光柵構(gòu)建傳感網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以采用光譜分析法或者可調(diào)諧濾波器匹配法進(jìn)行解調(diào)，前者是利用光譜儀直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)FBG諧振波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)試，后者是利用參考濾波器跟蹤和校準(zhǔn)傳感中的FBG，這兩種方法均需要寬帶光源作為FBG的測(cè)試光源。由于每個(gè)FBG接入網(wǎng)絡(luò)均會(huì)產(chǎn)生一定的插入損耗，而且具有0.1nm以上的帶寬，因此對(duì)多個(gè)FBG進(jìn)行同時(shí)解調(diào)需要功率高、帶寬大的寬帶光源。又例如，利用長(zhǎng)周期光纖光柵進(jìn)行傳感時(shí)，由于其單個(gè)損耗峰的帶寬在10nm量級(jí)，為了準(zhǔn)確表征其諧振峰特性，需要帶寬足夠?qū)捛夜庾V較為平坦的寬譜光源。尤其是利用聲光效應(yīng)構(gòu)建的聲致光纖光柵，可以利用電調(diào)諧方式實(shí)現(xiàn)諧振波長(zhǎng)的調(diào)諧范圍達(dá)到1000nm，那么對(duì)這種超寬調(diào)諧范圍的光纖光柵進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試就對(duì)寬譜光源的帶寬范圍提出了極大的挑戰(zhàn)。由于其多峰損耗譜特性，波長(zhǎng)分布范圍通?？蛇_(dá)到40nm，其傳感機(jī)制通常是需要比較多個(gè)透射峰間的相對(duì)移動(dòng)，因此需要對(duì)其透射譜進(jìn)行完整測(cè)量，對(duì)寬譜光源的帶寬和功率均提出了較高的要求。單波長(zhǎng)掃頻激光器具有靈活的波長(zhǎng)調(diào)諧性能。石巖ASE-C/L寬帶激光光源推廣

不同的xWDM技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。石巖ASE-C/L寬帶激光光源推廣

為了提高光學(xué)傳感系統(tǒng)的測(cè)量范圍、精度等，需要獲得相干長(zhǎng)度(表征激光線(xiàn)寬)更長(zhǎng)，相位噪聲(表征激光頻率穩(wěn)定性)以及強(qiáng)度噪聲(表征激光功率穩(wěn)定性)更低的窄線(xiàn)寬激光光源，故對(duì)于窄線(xiàn)寬激光器，其發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)是利用新方法或新機(jī)制來(lái)獲取超穩(wěn)(噪聲很低)、超純(線(xiàn)寬超窄)的激光光源。為了提高傳感系統(tǒng)測(cè)量移植性、探測(cè)范圍和精度(相干探測(cè)解調(diào)、激光雷達(dá)等)，在獲得低噪聲窄線(xiàn)寬激光器輸出的前提下還需要實(shí)現(xiàn)激光器波長(zhǎng)的可調(diào)諧。故對(duì)于單頻可調(diào)諧激光器，其發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)是拓展其頻率的調(diào)諧范圍，提高頻率的調(diào)諧精度，以及縮短其頻率調(diào)諧時(shí)間。為了拓展可調(diào)諧激光器的調(diào)諧范圍，必須增大激光器本身的增益譜寬，故白光激光器的發(fā)展趨勢(shì)主要是利用非線(xiàn)性效應(yīng)進(jìn)一步拓展其光譜寬度，覆蓋其光學(xué)傳感所需的光譜。石巖ASE-C/L寬帶激光光源推廣

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