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对于低阈值、高效率线性输出激光研究

关于ca88手机版厂提出的低阈值、高功率、高效率随机光纤激光器原理图如图1所示。不失一般性,在理论模型分析时,将泵浦波长选在1090nm,对应标准单模光纤中的拉曼一阶斯托克斯波长为1145nm左右。在标准单模光纤的远端,我们用一个光纤环镜和光纤尾端的波分复用器相连,以此实现对一阶斯托克斯的单独反射作用。同时,激光输出端口和观测端口处于近泵浦端。

图1:原理图

原理图

对于我们提出的这种半开腔结构,光纤内的前向传输光波功率被明显抑制,绝大部分功率朝泵浦端即后向传输。基于此结果,我们认为在这种半开腔结构下的随机光纤激光器更能产生高功率、高效率的随机激光。为了考察泵浦端可能存在的寄生反馈对随机激光激射性能的影响,我们假设5x10-5来模拟泵浦端端面的寄生反馈。寄生反馈实际上就是光纤端面非理想条件下存在的微小反馈。尘埃或者是光纤端面的不平整都可能导致寄生反馈的存在。而事实上,通常较为理想的光纤斜端面的反射率也不低于,所以这里我们假设10-5量级的寄生反馈是可以接受的。

当泵浦功率为2.74W时,该泵浦功率值超过了一阶随机激光的激射阈值而未达到二阶随机激光的激射阈值,此时,ca88手机版厂记录了一阶随机激光的光谱。当泵浦功率为8.42W时,我们记录了二阶随机激光的激射光谱。正如ca88手机版厂看到的,在随机激光的激射谱中有两个较突出的激射峰,其波长间隔大约为9nm,这一特性继承于受激拉曼的增益谱。一阶随机激光的激射光谱是 一个典型的随机激光激射谱;而二阶随机激光激射光谱上短波长分量存在着分裂的趋势。我们认为这是因为在高功率泵浦情况下,一小部分斯托克斯光通过1090nm隔离器重新透入了掺镱光纤激光器泵浦源,导致泵浦光出现了扰动。值得注意的是,和第三章低阈值、高效率线性输出随机光纤激光器一样,本实验中使用的波分复用器同样是带宽超过20nm的粗波分复用器,其对随机激光激射光谱无任何影响。

在TW光纤的尾端记录得到的输出光谱如图2所示。需要注意的是,当泵浦功率达到0.95W的时候,1550nm波长处的光谱成分开始出现;当泵浦功率増加到1.48W时,产生的光谱有最大带宽(10dB带宽为141nm);进一步増大泵浦功率,产生的光谱带宽开始减小。这可以解释为更强的泵浦功率激发了更高阶的斯托克斯成分并进一步加强了泵浦到斯托克斯的转换效率,而短波长的光子被极大的消耗。然而,当ca88手机版泵浦功率増加到3.49W时,超连续谱光源输出光谱覆盖1588nm到1650nm。所以,利用我们提出的这种超连续谱光源完全有可能同时实现光信号传输和光纤诊断而不必中断信号传输。

图2:超连续谱光源光谱随泵浦功率演化示意图(垂直的点线表示TW光纤的零色散波长)

超连续谱光源光谱随泵浦功率演化示意图(垂直的点线表示TW光纤的零色散波长)

图3:光源输出的时域信号(1.48W泵浦)

光源输出的时域信号(1.48W泵浦)

根据得到的互相关曲线峰的半高全宽可以确定实验的定位精度为9mm。如果我们使用一对性能相近的光电探测器,得到的空间分辨率将会更高。因此,我们所展示的这种超连续谱光源由于其特殊的时域特性和超宽带特性,在混沌光源这一大家族中将占据一个重要的地位。


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点击次数:  更新时间:2018-01-17 08:53:30  【打印此页】  【关闭