基于TFBG和OC的连续可调掺铒光纤激光器设计与实验

本文介绍了一项关于连续可调掺铒光纤激光器（Continuous Tunable Erbium-Doped Fiber Laser, TEDFL）的研究成果，该工作主要利用了可调光纤布拉格光栅（Tunable Fiber Bragg Grating, TFBG）和三端口光环行器（Three-Port Optical Circulator, OC）的设计原理。研究团队来自北京交通大学的光波技术研究所，以及与之合作的实验室，他们将这些精密光学元件整合到激光器设计中。 TFBG作为一个关键组件，通过其可调性使得激光频率的调整成为可能。OC在此系统中扮演了100%反射镜的角色，提供了一个稳定的光学反馈环境。在腔体内，研究人员采用了一种应变感应均匀光纤布拉格光栅（Strain-Induced Uniform Fiber Bragg Grating, SIFBG），它作为部分反射镜，进一步调控了激光的输出波长。通过在TFBG上施加轴向应变，能够实现激光频率的连续调节，覆盖了C波段的范围，即从1543.6161纳米到1550.3307纳米，跨度约为7.00纳米。 此外，该激光器展现出优秀的性能，边模抑制比（Side Mode Suppression Ratio, SMSR）超过50分贝，这表明激光输出非常纯净，没有不必要的干扰模式。3 dB带宽小于0.01纳米，表明激光的窄线宽特性，这对于许多高精度应用是至关重要的。为了验证系统的实用价值，研究者还进行了实验，将阵列波导光栅（Array Waveguide Grating, AWG）集成到腔内，用于预先选择波长，然后将TEDFL以10 Gb/s的调制速率进行了50公里的高速传输测试，显示出良好的传输稳定性。 这项研究不仅展示了新型TEDFL的设计原理和实现方法，还突显了在光纤通信领域，特别是长距离、高速率传输中的潜在应用价值。这种连续可调的特性对于光纤通信网络中的光谱管理和信号处理有着显著的优势，可能被用于光纤通信系统中的动态频率调整、光纤传感器和光纤通信设备的研发等方面。总体而言，这一研究成果为高性能光纤激光器的发展提供了新的设计思路和技术突破。