光纤激光器参数测量

光纤激光器参数测量

概要：全光纤可调谐激光器是高速大容量光通信系统中的关键部件，特别是它的较宽的增益带宽和简便稳定的调谐结构，以及其激光波长恰好处在光通信1500nm波段等诸多独特优点，越来越引起广大光通信工作者的极大重视，已成为激光器研制领域的一个热点。

关键词：光纤激光器

引言

光通信技术是当代通信技术发展的最新成就，在信息传输的速率和距离、通信系统的有效性、可靠性和经济性方面取得了卓越的成就，使通信领域发生了巨大的变化，已成为现代通信的基石，是信息时代来临的主要物质基础之一。

光纤通信以令人眩目的速度发展起来，70年代中期即进入了实用化阶段，其应用遍及长途干线、海底通信、局域网、有线电视等各领域。其发展速度之快，应用范围之广，规模之大，涉及学科之多(光、电、化学、物理、材料等)，是此前任何一项新技术所不能与之相比的。现在，光纤通信的新技术仍在不断涌现，生产规模不断扩大，成本不断下降，显示了这一技术的强大生命力和广阔应用前景。它将成为信息高速公路的主要传输手段，是将来信息社会的支柱。经过30年的发展，光纤通信历经五次重大技术变革，前四代光纤通信均已得到广泛应用。

实验过程及原理分析

一、实验目的：

1.了解光纤光栅的工作原理及相关特性；

2.了解光纤激光器的工作原理及相关特性；

3.掌握光纤激光器性能参数的测量方法；

二、实验原理：

光纤调谐激光器常用的调谐方法有旋转光栅、调节腔内标准具角度、利用声光滤波器、电调液晶标准具、可调谐光纤光栅等等，调谐范围为几nm到几十nm。非光纤调谐器件与光纤之间的耦合将不可避免地增大腔内的插入损耗，从而导致激光器的低斜率效率和高阈值。可调谐光纤光栅是光纤器件，用光纤光栅作为调谐装置能与光纤兼容，可有效克服用非光纤调谐方法所造成的插入损耗问题。本实验使用光纤光栅调谐装置调谐环形腔掺铒光纤激光器的输出波长，实现窄线宽可调谐激光输出。实验装置如图1所示。

图1可调谐光纤光栅激光器原理图

三、实验装置：

图2：可调谐光纤光栅激光器实验装置示意图

四、实验内容：

1.实验装置连接

按图示光路连接实验装置，将实验仪主机背板通讯接口用串行通讯电缆连接至计算机主机COM1口，打开实验仪主机电源后再运行计算机上的测试软件。

2.光纤激光器Po~Pp曲线测量

a.连接光纤激光器输出端至光功率计OPM，OPM量程置1mW档。

b.连接1480nm泵浦激光器控制信号至LD2.OUT，设置LD2工作模式(MOD)为恒流模式

(ACC)，驱动电流(Ic)置为0

c.缓慢增加1480nm泵浦激光器输出功率，0至25mW每隔1mW记录一次OPM功率数据，

作光纤激光器Po~Pp曲线，求光纤激光器泵浦阈值。

3.光纤激光器输出光谱测量

a.连接光纤激光器输出端至C波段光谱分析器，输入狭缝置2mm，输出狭缝置0.1mm。

b.将光谱分析器功率探头输出连接至PD，OPMMOD置PD/mW，量程(OPMRTO)置100uW

档。

c.设置LD2工作模式(MOD)为恒流模式(ACC)，驱动电流(Ic)置为300mA

d.测量光纤激光器输出光谱，波长范围1540-1580nm，波长间隔0.1nm。

e.求光纤激光器峰值波长和线宽

五、注意事项：

1.系统上电后禁止将光纤连接器对准人眼，以免灼伤。

2.光纤连接器陶瓷插芯表面光洁度要求极高，除专用清洁布外禁止用手触摸或接触硬物。

空置的光纤连接器端子必须插上护套。

3.所有光纤均不可过于弯曲，除特殊测试外其曲率半径应大于30mm。

结论

在光纤通信中，稀土掺杂的光纤激光器较之半导体激光器有如下优点：

1.不必经过光电转换可直接对光信号放大。在不改变原有的噪声特性和误码率前提下，可

以直接放大数字、模拟或者二者的混合数据格式。

2.光纤激光器的激射波长由基质材料的稀土掺杂剂所决定，不受泵浦光波长的控制。

3.光纤激光器和光纤放大器与现有的光纤器件(如耦合器、偏振器和调制器)完全相容，可

以制作出完全由光纤器件组成的全光纤传输系统。通过定向耦合技术和Bragg反射器技术，可以制作出窄线宽、可调谐的光纤激光器。

4.光纤激光器可以作为光孤子源。掺铒光纤锁模激光器能直接产生足够功率的变换极限超

短光脉冲；同时由于光脉冲在光纤谐振腔中传输时的非线性效应，在适当的条件下，可产生脉宽为数十或数百飞秒的变换极限双曲正割形光脉冲，是光孤子通信的理想光源。【参考文献】

1、崔晟. 光纤拉曼放大器的性能优化理论与设计方法研究[D]西安电子科技大学, 2004 .

2、刘颂豪. 光纤激光器的新进展[J]光电子技术与信息, 2003, (01) .

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5、张欣. 光通信系统中掺铒光纤激光器的研究[D]兰州大学, 2007 .

6、黄娟. 光纤激光器在检测中的研究和应用[D]武汉理工大学, 2006 .