500 kHz高速扫频激光器的研制与性能测试

"本文介绍了500 kHz高速扫频光源的研制，该光源基于半导体光放大器和高速光纤法布里-珀罗滤波器构建，实现了高速扫频激光的产生。通过调整滤波器的扫描方向和控制半导体光放大器的偏置电流，可以得到不同占空比的扫频激光。利用二级半导体光放大器能提升输出功率，测试结果显示，该扫频激光具有500 kHz的扫描频率，中心波长1550 nm，扫描范围67 nm，有效相干长度6.5 mm，平均输出功率超过20 mW。" 在光学领域，扫频光源是一种重要的技术，特别是在光谱分析、光学相干层析(OCT)和高速光通信中有着广泛的应用。这篇论文中提到的高速扫频光源，其核心是结合了半导体光放大器(SOA)和光纤法布里-珀罗滤波器(FP)的短环形腔设计。这种环形腔结构能够实现激光的快速调制和稳定的频率扫描。 半导体光放大器在光信号放大和调制方面起着关键作用，它能够通过改变注入电流来改变增益谱，从而影响激光的频率。当FP滤波器从长波长向短波长扫描时，通过适时关闭SOA的偏置电流，可以得到50%占空比的扫频激光。这种占空比的调整对于某些应用（如脉冲压缩或相位编码）可能是必要的。 为了实现100%占空比的扫频激光，研究者使用了交织器，这允许在不中断光源的情况下切换扫频的方向，从而提供连续的扫频光。此外，二级半导体光放大器的引入进一步提升了扫频激光的输出功率，增强了光源的实用性。 测试结果表明，该扫频激光源的性能优异，扫描频率高达500 kHz，这对应于非常快的频率调制能力。中心波长位于1550 nm，这是光纤通信中常用的工作波段，有利于与现有的光纤系统兼容。扫描范围67 nm意味着它可以覆盖宽光谱区域，适用于多种光谱分析任务。有效相干长度6.5 mm则显示了光源的高相干性，这对于需要相干性的应用如光学干涉测量至关重要。平均输出功率大于20 mW，保证了足够的能量用于各种实验和应用。 这项工作成功地开发了一种500 kHz高速扫频光源，其高效、宽扫描范围和高相干性特点使其在科学研究和工业应用中具有潜在价值。该成果对提升光学系统的性能和拓展新的应用领域具有重要意义。