室温稳定多波长光纤激光器技术的进展分析*

2021-12-29郑婉君陈冠宇

科学与信息化 2021年9期

郑婉君陈冠宇

广东科学技术职业学院广东珠海 519000

在信息时代，各行各业提高了通信要求，光纤技术不断发展，促进了光纤激光器的发展。光纤激光器属于一种先进的技术，经过长期发展，已经发展的较为发达，光纤激光器的阈值较低，同时具有较高的工作效率，线宽比较狭窄，具有较高的性价比，正是因为上述优势，以此在行业内广泛利用光纤激光器。

1 概述光纤激光器的基本情况

分析室温稳定多波长光纤激光器，需要分析波长知识，当前很多光纤通信网利用波分复用技术，因此各行各业不断提高通信容量，因此波分复用技术也逐渐利用多信道。在波分复用系统中，主要是利用激光器产生光源，因为不断增加通行量，单纯依靠光源数量的增加无法满足工作需求，同时会增加整个波分复用成本，系统复杂性提高。该设备在结构方面比较简单，且系统有良好的兼容性，选择波长时更容易。同时，该设备的用法非常广，不仅广泛应用在通信行业，在光学测量和光学传感等方面也广泛利用多波长光纤激光器[1]。

我国对于多波长光纤激光器的研究时间比较短暂，主要是在20世纪90年代开始进行有关研究，通过长时间的研究积累，该设备及有关技术得到了较好发展。

2 室温稳定多波长光纤激光器实现技术分析

该设备主要部分包括谐振腔、增益介质等等。在工作运用的实际过程，可以有效实现离子数的反转，可有效把光纤变成稀土离子（高能态），且这些离子没有辐射作用，并过渡至稳定状态下，通过数次反转变成基础状态产生光子。谐振腔振荡处理光子后即可成为激光。在特定抽运光的影响下，掺饵光纤和掺滤光纤可以形成增益带宽，波长的选择运用梳状滤波器开展，波长起振效果的实现需要激光满足谐振条件，以此可以将多波长激光振荡。常温状态均匀展宽效应作用十分重要，所以该设备在波长输出方面，间隔小，将会引发模式竞争问题，影响到整体系统的稳定性。要想控制模式竞争，需要利用有效的技术抑制均匀展宽效应，运用液氮冷却的掺饵光纤，可以有效降低均匀展宽，一般可降低1nm左右，有效确保了输出的稳定，因为无法实现常温操作，因此无法满足实际应用需求。在也可以将特殊的物理机制引入到谐振腔当中，这种方法具有显著的应用价值。

2.1 频移反馈方法

可以在将频移器引入到环形腔当中，在常温状态下，有效输出多波长掺饵光纤激光，技术人员需要利用梳状滤波器和声光调制器，在实际工作中，将频移器插入到环形腔当中，因为光强反馈在环形腔中具有特定的移动频率，极大地限制掺饵光纤的均匀展宽，因此获取室温稳定多波长光纤激光器。梳妆滤波器、掺饵光纤增益谱形状可得到优化，获取激光振荡，并确保了功率均匀。或运用正弦相位调制器对光强相位调制，光场频率可被有效移动，以此达到输出多波长掺饵光纤激光的目的。

常温下该方法可以输出多条波长激光（可能数十条左右）。采用该方法还可以在同个时刻操作不同波长的短脉。但需要注意，为有效输出多波长连续激光，控制好环形腔耗损，保持掺饵光纤饱和度。

2.2 四波混频效应

该效应可有效稳定多波长激光振捣作用。运用高功率掺饵光纤放大器确保增益的效果。波长在选择时考虑使用梳状滤波器，使用四波混频效应（该效应由色散位移光纤所产生的），对振状态科学、合理微调，不断强化匹配的效果。在实践工作过程，有效运用四波混频的作用要以有效将各波长的能量相互传递，对功率重新分配。运用四波混频效应时可有效提激光的运用功率，并且减少在运用中达到动态的平衡，有效制约结构的竞争方式，对传输多波长掺饵光纤激光起到有效的稳定作用。

此法能有效优化四波混频效应，对非线性光纤要求更严格，提升腔内光功率的水平。运用光子晶体的光纤包层空气孔结构可优化、灵活设计，对高非线性光纤特点加以优化，运用光子晶体光纤能有效产生四波混频的效应，同时可以满足相关匹配条件，有效调整偏振状态，降低外界环境的影响。

2.3 偏振烧孔效应

将偏振依赖元件引入到谐振腔中，均匀展宽带宽可运用偏振状态能级离子数，对不同波长激光，实现压缩带宽之用。常温下多波长光纤激光可有效、稳定输出。运用光纤激光器偏振元，达到偏振烧孔的效应作用，把多模光纤直接插入至光纤激光腔内，利用空间模式拍频效应，在波长上分离不同偏振方向的反射模，偏振烧孔效应可有效稳定输出的多波长。在操作时可有效落实波长开关的操作[2]。