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          利用SOA環形腔結構設計可調諧激光器 - 筱曉上海光子 2022-03-28

          可調諧激光器可以在一定的波長范圍內連續調節激光器的輸出波長,為科研和工作帶來了很大的便利。實現激光波長調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所對應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(如磁場、溫度等)使激光躍遷的能級移動,第三種是利用非線性效應實現波長的變換和調諧(非線性光學、受激拉曼散射、光二倍頻,光參量振蕩)。
          我們采用第一種原理,通過將可調諧濾波器加入激光諧振腔的方式改變腔內的損耗曲線,系統原理圖如下所示:







           可調諧激光器內部結構圖 




          SOA(Semiconductor O ptical Amplifier)是一種半導體結構的光放大器。它結構簡單、體積小,便于與其他光器件進行集成,充分利用了現有的半導體激光器技術,制作工藝成熟,成本低、壽命長、功耗小。在該可調諧激光器諧振系統中,SOA同時提供了增益介質和泵浦源的功能。SOA驅動電路中集成了SOA光芯片的溫控系統和電流控制系統,主要是防止光芯片在使用過程中的損壞,同時也提高了激光器的功率穩定性。


          可調濾波器控制了諧振腔中不同頻段的損耗強度,可選擇性地讓自發輻射光在目標頻率點進行受激放大,生成激光。以本文的可調濾波器為例,其可調濾波范圍為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:






           可調諧激光器光譜圖 



          同時,我們測試了該可調諧激光器的功率穩定性和波長穩定性,數據如下:








           功率穩定性測試圖 








           波長穩定性測試圖 



          測得激光的線寬為57.3pm:







           輸出激光線寬測試圖 



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