全光栅光纤实现的超窄线宽随机光纤激光器

"基于全光栅光纤的超窄线宽随机光纤激光器" 本文主要介绍了一种创新的设计，即利用全光栅光纤（All-Grating Fiber, AGF）作为随机反馈介质的窄线宽随机光纤激光器（Random Fiber Laser, RFL）。这种激光器的独特之处在于其全光栅结构，这与传统的依赖分立布拉格光栅（FBGs）的RFL有所不同。 在设计过程中，研究人员采用了相位掩模法在拉丝塔在线制作的单模光纤纤芯上刻写了大约4.3×10^5个长度为0.3mm的布拉格光栅，形成了长度为130m的全光栅光纤。这些密集的FBGs提供了大量的随机反馈点，有助于激光器的稳定运行和窄线宽的实现。 实验结果显示，将AGF接入由掺铒光纤放大器、光纤隔离器和窄带光滤波器组成的环形激光腔中，可以构建出环形RFL。激光器在选定模式下，输出的最大功率达到了1.26mW，阈值电流为75mA，斜率效率为56%。在抽运电流恒定为100mA的情况下，激光器的线宽仅为1.25kHz，表现出极高的光信噪比75dB。此外，当频率超过1kHz时，激光器的相对强度噪声可以达到-90dB，显示出优异的稳定性。 相较于传统的基于独立FBG的RFL反馈腔，AGF的RFL反馈腔具有更多且更均匀的随机反馈点，这为RFL获得更窄的线宽提供了有利条件。这样的窄线宽特性对于许多应用至关重要，例如精密测量、光学通信和光谱学等，其中高分辨率和低噪声性能是关键指标。 全光栅光纤激光器的研制成功，不仅展示了新型激光器在技术上的突破，也为未来光纤激光器的优化设计和性能提升提供了新的思路。通过优化全光栅结构和激光腔设计，有可能进一步提高激光器的输出功率、稳定性以及线宽性能，从而满足更多领域的应用需求。 关键词：激光器；随机光纤激光器；窄线宽；光纤布拉格光栅；全光栅光纤 中图分类号：TN248 文献标识码：A DOI：10.3788/CJL201643.1201005