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利用SOA环形腔结构设计可调谐激光器 - 筱晓上海光子

发布时间:2022-06-16      点击次数:352

可调谐激光器可以在一定的波长范围内连续调节激光器的输出波长,为科研和工作带来了很大的便利。实现激光波长调谐的原理大致有三种,第一种是通过某些元件(如光栅)改变谐振腔低损耗区所对应的波长来改变激光的波长,第二种是通过改变某些外界参数(如磁场、温度等)使激光跃迁的能级移动,第三种是利用非线性效应实现波长的变换和调谐(非线性光学、受激拉曼散射、光二倍频,光参量振荡)。

我们采用第一种原理,通过将可调谐滤波器加入激光谐振腔的方式改变腔内的损耗曲线,系统原理图如下所示:







 可调谐激光器内部结构图 




SOA(Semiconductor O ptical Amplifier)是一种半导体结构的光放大器。它结构简单、体积小,便于与其他光器件进行集成,充分利用了现有的半导体激光器技术,制作工艺成熟,成本低、寿命长、功耗小。在该可调谐激光器谐振系统中,SOA同时提供了增益介质和泵浦源的功能。SOA驱动电路中集成了SOA光芯片的温控系统和电流控制系统,主要是防止光芯片在使用过程中的损坏,同时也提高了激光器的功率稳定性。


可调滤波器控制了谐振腔中不同频段的损耗强度,可选择性地让自发辐射光在目标频率点进行受激放大,生成激光。以本文的可调滤波器为例,其可调滤波范围为1545~1557 nm。扫描滤波器的滤波范围并采集激光输出光谱,得到不同波段的激光输出光谱图如下:






 可调谐激光器光谱图 



同时,我们测试了该可调谐激光器的功率稳定性和波长稳定性,数据如下:








 功率稳定性测试图 








 波长稳定性测试图 



测得激光的线宽为57.3pm:







 输出激光线宽测试图 



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