掺铒光纤激光器双波长输出稳定性研究

"该文研究了双波长环形腔掺铒光纤激光器的输出稳定性，探讨了如何通过调控腔内损耗实现多波长激光输出，并分析了抽运功率、模式损耗和波长间隔对输出功率的影响。实验结果显示，可变衰减器的稳定性和波长的精确控制对于维持双波长平衡至关重要。此外，掺铒光纤的非均匀加宽效应对提高激光器的输出稳定性起到积极作用。" 双波长环形腔掺铒光纤激光器是一种能够在同一个激光谐振腔内产生两个不同波长激光输出的设备。该技术基于掺铒光纤，这是一种特殊类型的光纤，其内部掺杂有铒离子，使得光纤能够吸收和放大特定波长的光，从而实现激光产生。在本文的研究中，作者利用掺铒光纤的平均反转粒子数模型，推导出了双波长激光器达到平衡振荡的条件。 实验部分，研究者设计了一个实验系统，系统可以调整抽运功率（即激发光纤的激光能量）、模式损耗（腔内的光损耗）以及两个激光波长之间的间隔。实验发现，通过精细调控腔内的损耗谱，可以实现在掺铒光纤环形腔内的多波长激光输出。当远离阈值点时，双模平衡振荡条件依然成立，意味着即使在非最佳工作点，也能保持稳定的双波长输出。 可变衰减器在双波长平衡中的作用不容忽视，其稳定性直接影响激光器的性能。实验显示，可变衰减器的任何微小变化（小于0.4dB的偏离）都可能导致双波长平衡被破坏。相比之下，起振波长的微小偏离（小于1nm）对双波长平衡的影响较小，只有当偏离超过1nm时，平衡才会显著受损。 掺铒光纤的非均匀加宽效应是另一个关键因素。这一效应允许激光器在一定的损耗波动范围内仍能保持稳定输出。这意味着在实际操作中，激光器的输出功率可以在一定程度上抵抗环境变化带来的影响，从而提高了30分钟内1546nm和1556nm双波长激光功率的稳定性，功率波动不超过0.5dB。 这项研究揭示了掺铒光纤激光器实现双波长稳定输出的关键参数和机制，为设计高效稳定的双波长激光源提供了理论依据和技术指导。这些发现不仅对光学通信、光谱学和精密测量等领域具有重要意义，也为优化掺铒光纤激光器的性能和应用范围提供了新的思路。