国产在线中文字幕亚洲,一区视频国产精品观看,欧美日韩国产高清片,久久久久久AV无码免费网站,亚洲无码一二三四五区,日韩无码www.,sese444

您好,歡迎來到維庫電子市場網(wǎng) 登錄 | 免費注冊

窄線寬光纖激光器
閱讀�8499時間�2011-03-27 20:07:54

  所謂窄線寬激光器,就是通過可調(diào)濾波器、F-B濾波�、Bragg光柵等波長選擇器對增益譜�(nèi)起振的縱模數(shù)進行限制,只讓滿足特定條件的少數(shù)幾個縱�,甚至只有一個縱模發(fā)生激光振蕩。窄線寬光纖激光器的輸出光具有極高的時間相干性和極低的相位噪�,使得其在高分辨干涉儀、相干通信、光纖傳感和激光雷達等�(lǐng)域具有重要的�(yīng)��

�(xiàn)狀

  窄線寬光纖激光器的核心問題是實現(xiàn)激光器的單縱模運轉(zhuǎn)和抑制多縱模振蕩以及跳模�(xiàn)�。目前實�(xiàn)光纖激光器窄線寬的方式主要有:使用短直�、使用復(fù)合腔、使用飽和吸收體、使用超窄通帶濾波器等。美國NP Photonics公司的Spiegelberg等運用短直腔的方�,利用一根數(shù)厘米長的Er3+/Yb3+共摻玻璃光纖作為增益介質(zhì),與一對Bragg光柵�(gòu)成光纖激光器,實�(xiàn)�1550 nm處、線寬小�2 kHz的窄線寬激光輸�。最�,華南理工大�(xué)楊中民教授課題組同樣運用短直腔的方法,在一�2 cm長的Er3+/Yb3+共摻單模磷酸鹽玻璃光纖作為增益介�(zhì)的光纖激光器中實�(xiàn)了線寬小�2 kHz的窄線寬激光輸出,其輸出功率達�300 mW�

研究分析

  單縱模窄線寬光纖激光器是指激光以腔內(nèi)振動單一縱模的形式輸出,其特征是激光光譜線寬非常狹�,可達到10-8 nm,比�(xiàn)有窄線寬DFB 激光器的線寬還要窄兩個數(shù)量級,比目前光通信�(wǎng)�(luò)中DWDM信號光源的線寬要�5�6個數(shù)量級�

  光纖激光器由于抽運閾值功率低、轉(zhuǎn)換效率高、散熱好、可�(diào)諧范圍寬、耦合效率高(與現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感系�(tǒng)完全兼容)、結(jié)�(gòu)緊湊等優(yōu)�,成為當(dāng)前激光領(lǐng)域研究的焦點。根�(jù)� 著名激光行�(yè)期刊� LaserFocusWorld》的�(yù)測,光纖激光器的需求將按每�20%以上的� 遞增,到2020年光纖激光器將占整個激光器市場份額�50%以上。據(jù)�(tǒng)��2008年全世界激光產(chǎn)品的銷售額已�(jīng)突破100 億美�,預(yù)計未�5 年有幾百億甚至上千億美元的光纖激光產(chǎn)品的市場�(xiàn)實需求及難以估計的市場需求潛�。光纖激光器在經(jīng)濟建�(shè)和防軍事�(fā)展等方面將逐步占據(jù)主導(dǎo)地位�

  在光纖激光器�,具有極窄輸出線寬的單頻光纖激光器是激光器�(fā)展的重要方向之一。單縱模窄線寬光纖激光器是指激光以腔內(nèi)振動單一縱模的形式輸�,其特征是激光光譜線寬非常狹�,可達到10-8 nm,比�(xiàn)有窄線寬DFB 激光器的線寬還要窄兩個數(shù)量級,比目前光通信�(wǎng)�(luò)中DWDM信號光源的線寬要�5�6個數(shù)量級。窄線寬單縱模光纖激光器可以保證激光具有極好的相干特�,其相干  可達�(shù)百公��

�(chǎn)品優(yōu)�

  窄線寬光纖激光器,由左右兩端由窄帶光柵提供諧振反�,中間的特種光纖提供光的放大,在外部LD的泵浦下,激�(fā)出窄帶激�。由于特種光纖具有極高的增益,所以在確保足夠高的功率輸出的同時(10-200mW),由于與兩光柵間形成的諧振器長度極短(1厘米�,所以從物理�(jié)�(gòu)上就決定了輸出激光是一個單縱模的、窄線寬的光�,而無需選頻、穩(wěn)頻,也不會跳�,這和很多半導(dǎo)體激光器的原理是根本上的不同(后者需要很多穩(wěn)頻手段)�

  一般的激光器相干性很差,相干距離一般只有幾個微米至厘米。因為普通的激光器光譜線寬大多是幾個納�,而窄線寬光纖激光器的線寬是他們的百萬分之一。所以相對來�,窄線寬光纖激光器的相干性是普通激光器�100萬�,同樣它的相干距離是后者的100萬倍。窄線寬光纖激光器的一個亮�,是它突破了我們對的相干長度的固有思維級別。窄線寬光纖激光器,可以很容易的實�(xiàn)100公里,甚�200公里的相干長度�

  窄線寬光纖激光器,另一個亮點是可以實現(xiàn)線性頻率調(diào)制。在激光諧振腔上面增加一個PZT電路,在外部正弦波長電壓的驅(qū)動下,會帶動PZT對諧振腔的長度進行線性拉伸,從而實�(xiàn)激光輸出頻率的改變。這在基于FMCW原理和PGC解調(diào)各種系統(tǒng)中有著十分重要的�(yīng)�。PZT�(diào)制的一個優(yōu)�,就是可以實�(xiàn)快速的�(diào)�,一般可以達�20Khz甚至更高,這取決于PZT器件的性能。另�,窄線寬光纖激光器的調(diào)�,不同于半導(dǎo)體激光器的原理,它不會出�(xiàn)后者“伴生調(diào)幅”現(xiàn)象帶來的輸出功率的波�,這在很多�(yīng)用中無疑是至�(guān)重要的�

  ,窄線寬光纖激光器也是世界上“最安靜”的激光器之一,它的相位噪聲和強度噪聲都達到了-110db水平以下。再通過外部反饋電路的控�,可以實�(xiàn)對激光腔�(nèi)部的弛豫振動進行抑制,從而實�(xiàn)光纖傳感中最安靜的光源之一�

�(yīng)用前�

  窄線寬光纖激光器可望在超高精和超遠距離激光測�、光纖傳感及光纖通信�(lǐng)域具有極其廣泛的�(yīng)用前景:

  �1)目前大多數(shù)激光測距儀是基于脈沖激光的光時域反射原�,即通過測量激光脈沖發(fā)射和�(jīng)目標(biāo)反射回接收器的時間差進行測距,這種測量的精度一般為1-10 �,測量距離(軍用)僅�10-20 公里。這主要受限于激光的脈沖� ,激光脈沖越短,測量� 就越�,但同時激光線寬也大大增加,增大了探測的噪�,迅速降低了動態(tài)探測距離。如果利用單縱模光纖激光器作為探測光源,基于頻率調(diào)制連續(xù)波技�(shù)和光波相干原�,則能實�(xiàn)幾百公里、精度小�1米的探測�

  �2)對于光纖傳�,同樣可以利用頻率調(diào)制連續(xù)波技�(shù)和光波相干原�,實�(xiàn)超高� 、超遠距離以及微弱信號的測量。如�1所示,單縱模窄線寬光纖激光的一部分被耦合進一個有固定反射率的參考臂�,該參考臂充當(dāng)本地振蕩� LO�,另一根光纖充�(dāng)傳感光纖。從傳感光纖反射回來的激光與來自本地振蕩器的參考光一起混頻產(chǎn)生一個光拍頻,該拍頻與它�(jīng)的時間延遲差相對�(yīng),傳感光纖上遠處的信息就可以通過測量拍頻來獲取。利用這種技�(shù)進行探測,可實現(xiàn)敏感 -100dB  百億分之一)的信號測量?;趩慰v模窄線寬光纖激光器的光纖傳感技�(shù),可廣泛�(yīng)用于石油天然氣管道的泄漏�(jiān)� 全球�(xiàn)�500 萬公里石油天然氣管道,目前依靠人工巡邏的方式進行�(jiān)測)、電力系�(tǒng)的輸電損耗監(jiān)測(由于�(dāng)前的高壓線路缺乏精確的溫壓力探測,每年損失電能上千億美元�、核電站的安全監(jiān)� 未來(主要能源之一�、油井的� 和壓力實時監(jiān)控等�

  �3)另�,在光纖通信�,目前商用光源的激光線寬為0.2 nm �20 dB�,盡管DWDM 技�(shù)的應(yīng)用大大提高了信息傳輸?shù)男诺�?shù),但由于信號光源激光線寬的限制,其在C波段也僅�80 信道。為了適�(yīng)�(dāng)前和未來社會對于海量信息傳輸和處理的要求,需要不斷拓展光纖的帶寬(如,當(dāng)前世界各 正在研究的超寬帶(S+C+L)光傳輸技�(shù))。利用單縱模窄線寬光纖激光器作為通信光源,為我們解決該問題提供了另一種技�(shù)途徑。單縱模窄線寬光纖激光的線寬僅為目前商用通信光源線寬的十萬分之一,這可以大大減少信道的寬和信道之間的間�,僅在C波段就可以將光纖通信的信道數(shù)提高幾個數(shù)量級,此�,該激光器極窄的線寬減小了傳輸過程中光纖的色散,更有利于遠距離傳輸�

  窄線寬光纖激光器巨大的潛在市場和廣闊的應(yīng)用前景引起了世界� 的廣泛關(guān)�,美 、英 、丹�、加拿大、澳大利�、德 等西方發(fā)� 家相繼投入了大量�、財、物力開展了大量研究工作�2005 �,美 某一公司推出了基于新光纖材料的窄線寬光纖激光器,其輸出功率可達幾百毫瓦,是�(dāng)時的窄線寬光纖激光器輸出功率的上百��2008 年,華南理工大學(xué)光通信材料研究主持的市科技攻關(guān)計劃重點項目“單縱模光纖激光器的研制”取得重要突�,成功研制出輸出功率大于230 mW、輸出線寬小�2 kHz 的單頻窄線寬光纖激� �,該研究成果的關(guān)鍵技�(shù)被劉頌豪院士為組的鑒定專家組鑒定� 際水�。由于高性能單縱模窄線寬光纖激光器在軍事等敏感�(lǐng)域有著廣闊的�(yīng)用需求, 外在核心技�(shù)和核心材料方面對我實行禁�,產(chǎn)品進口受到限制,研究研制并建設(shè)�(fā)展具有我自主知識�(chǎn)�(quán)的單縱模、窄線寬光纖激光器及設(shè)備生�(chǎn)線具有極其重要的意義�

主要�(yīng)用領(lǐng)�

  1、石油管道預(yù)警系�(tǒng):利用與管道同溝敷設(shè)的通信光纜作為分布式土壤振動檢測傳感器,長距離連續(xù)實時�(jiān)測油氣管道沿線的土壤振動情況,在管道沿線4米范圍內(nèi)形成保護�,采用系�(tǒng)獨有的管道破壞事件專家數(shù)�(jù)庫和神經(jīng)�(wǎng)�(luò)分析識別技�(shù),對可能危害管道安全的動土事件(如:機械施工和打孔盜油等破壞事件)或場站�(shè)施的入侵事件進行�(yù)�,并�(zhǔn)確定��

  2、光纖周界預(yù)警:利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技�(shù)�(gòu)建的警戒�(wǎng)�(luò)或者安全報警系�(tǒng),是一種對威脅公眾安全的突�(fā)事件進行�(jiān)控和警報的現(xiàn)代防御體�。這既反映了現(xiàn)代反恐斗爭的需要,也滿足了我國�(xiàn)階段對周界報警的需�。尤其在大型場所如軍事禁區(qū)、核基地、機場等�,都需要這種很先進的防入侵報警系�(tǒng)�

  3、聲�(xué)傳感、水聽器:干涉型光纖水聲光纖傳感器陣列在水下軍事�(yīng)�、魚群探測和保密�(jiān)聽等方面有很大的�(yīng)用前�,并以極高的靈敏�、抗電磁干擾、無源檢測等�(yōu)越性而引起了世界各國的高度重視,為下一代水聽器的研究開�(fā)和應(yīng)用的主要方向之一�

  4、激光雷�、測�、遙感:基于FMCW和多普勒頻移,可以實�(xiàn)激光連續(xù)波的測距和雷�,其超長的相干距離提供了長距離的遙感方案�

  5、相干光通信:窄線寬光纖激光的線寬僅為目前商用通信光源線寬的百萬分之一,這大大減少信道的寬度和信道之間的間距,僅在C波段就可以將光纖通信的信道數(shù)提高幾個數(shù)量級,此外,窄線寬激光極窄的線寬減小了傳輸過程中光纖的色�,更有利于遠距離傳輸�

  6、激光光譜學(xué)、大氣吸收測量:可以用來研究譜線的精細和超精細分�、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加�、碰撞位移等效應(yīng)。還可以利用激光觀察到有趣的相干瞬變現(xiàn)象等��

  7、激光種子源:可以耦合進光纖放大器,形成更大輸出功率的單頻激光器�1W�5W而不會改變種源的光學(xué)特��

維庫電子�,電子知�,一查百通!

已收錄詞�168558