基于增益均衡的双波长掺铒光纤激光器设计与性能优化

本文介绍了一种基于掺铒光纤重叠光栅的双波长光纤激光器的设计与实现。该激光器的核心创新在于利用增益均衡技术，结合了线性腔结构，通过双波长掺铒光纤重叠光栅作为关键的波长选择元件。掺铒光纤作为激光器的主要增益介质，其独特的特性使得激光器能够在两个特定波长（λ1和λ2，波长间隔为0.932nm）上实现稳定的激光发射。 设计的关键步骤是通过精细调整输出端双波长掺铒光纤重叠光栅两端的机械应力，这直接影响到光栅的反射率或透射率，从而控制激光器的损耗。这种调节方法使得腔内双波长处的损耗和增益得以精确匹配，有效地抑制了模式竞争，实现了高效稳定的双波长激光输出。实验结果显示，该激光器的阈值功率仅为4毫瓦，显示出良好的阈值性能。 输出的激光具有3dB带宽约0.02纳米的窄线宽，这意味着激光的功率密度分布非常集中，这对于许多应用，如光纤通信、精密测量和光纤光学信息处理等领域都是非常理想的。此外，30dB带宽小于0.2纳米，进一步强调了激光的高纯度。边模抑制比高达51.96分贝，确保了激光器的高单模特性，减少了非线性效应的影响。 该激光器的优势还体现在结构简单、易于集成以及在室温下表现出稳定的输出特性。这些特性使得它在实际应用中具有广泛的可能性，尤其是在需要高稳定性和窄线宽的场合，如光纤通信系统中的光源、精密测量设备以及科学研究中的多波长光源需求。 基于掺铒光纤重叠光栅的双波长光纤激光器是一种高性能的光源，其独特的设计和调控机制为实现多波长、高稳定性的光纤激光提供了新的途径，对于推动光纤通信技术的发展和拓宽其在其他领域的应用具有重要意义。