窄线宽可调谐半导体激光器

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tdlas 可调谐半导体激光器吸收光谱学

tdlas 可调谐半导体激光器吸收光谱学
TDLAS（可调谐半导体激光吸收光谱学）是一种利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性，实现对分子的单个或几个距离很近很难分辨的吸收线进行测量的技术。

其原理是可调谐半导体激光器在驱动电流的调制下，发射出特定波长的激光，随着注入周期性电流的调制，激光波长产生周期性变化，使激光中心波长调节到待测气体的吸收谱线，发生选择性吸收，再利用经过气体吸收得到的光谱强度信号反演出待测气体的浓度。

TDLAS具有高灵敏度、实时、动态、多组分同时测量的优点，因此被广泛应用于气体分析、环境监测、化学和生物医学等领域。

超窄线宽DFB激光器

D. 技术指标
参数指标工作波长（ITU间隔）输出功率
功率稳定性
光谱线宽波长稳定性边模抑制比（SMSR）输出端隔离度工作温度存储温度相对湿度电源功耗外形尺寸电源电气接口光纤类型接头类型
符号 λC Po PSS PSL BW λS
SMSR ISO TOP TS RH PS
L×W×H
如果有特殊需求可随时与我们联系，为您定制设计、加工个性化产品。技术支持信箱：support@
B. 产品特点
外腔式（ECL）式半导体激光器超窄线宽（典型值 30KHz）光纤光栅稳频高功率输出单模尾纤输出优异的光功率稳定性与波长稳定性结构尺寸紧凑
C. 应用领域
光纤激光器相干光通讯光纤传感系统
F. 封装尺寸
CAUTION LASER RADIATION DO NOT STARE INTO BEAM OR
VIEW DIRECTLY WITH
OPTICAL INSTRUMENTS
ESD Protection The laser diodes and photodiodes in the module can be easily destroyed by electrostatic discharge. Use wrist straps, grounded work surfaces, and anti-static techniques when operating this module. When not in use, the module shall be kept in a static-free environment.
Product specifications and descriptions in this document subject to change without notice. Copyright to COSC Optical Sense and Communication Technology Co., Ltd. June 2008.

硅光子芯片外腔窄线宽半导体激光器

２ＳＰＣＳＬ基本结构和工作原理
２．１基本结构ＳＰＣＳＬ主要由两部分组成，包括半导体增益
芯片或反射式半导体光放大器（ＳＯＡ）和ＳＰＣ外腔谐振器，二者通过模斑转换器（ＳＳＣ）高效耦合实现准单片集成。通常增加谐振腔长度可以有效压窄线宽，但是这将导致纵模激射数量增多，纵模间增益差减小，多模振动变得显著，使获得稳定单模振荡和极窄光谱线宽变得困难。在ＳＰＣＳＬ激光器中，通常选择高Ｑ值因子的微环谐振器（ＭＲＲ）作为选频和锁模元件，因为ＭＲＲ具有较
Δλ
＝λ２ｃ
ＦＳＲｒｉｎｇ１·ＦＳＲｒｉｎｇ２ＦＳＲｒｉｎｇ１＋ＦＳＲｒｉｎｇ２
，
（１）
其中，ｃ为真空中的光速，λ为波长，ＦＳＲｒｉｎｇ１和ＦＳＲｒｉｎｇ２分别为两ＭＲＲ的自由光谱范围，由公式（２）给出：
波长的调谐主要利用游标效应和波导材料的热光效应来实现。热光效应即材料的有效折射率随着温度的改变而改变，折射率的改变进而引起光场的变化［１９］。因此，可通过在微环上放置热电极来改变材料的温度，并控制热电极的电流来改变波导折射率，使ＭＲＲ透射光谱与纵模发生偏移，进行波长调谐。但由于热光调谐的热积累和消散需要一定的时间，所以高速调制仍是需要解决的问题。图２（ａ）给出了集成ＭＲＲ和环形镜（ＬＲ）的ＳＰＣ外腔结构，图２（ｂ）和２（ｃ）表示波长选择和波长调谐原理，其波长调谐范围 Δλ与ＭＲＲ的自由光谱范围相关，可用公式（１）表示为：
目前，窄线宽半导体激光器的研究方案众多，包括基于衍射光栅、标准具等分立元件的外腔结构、集成取样光栅或表面光栅的单片集成结构以及硅基光子芯片（ＳＰＣ）外腔的准单片集成结构［６１４］。尽管分布反馈（ＤＦＢ）和分布布拉格反射（ＤＢＲ）式单片集成激光器具有集成度高、结构紧凑和功耗低等优点，但其线宽严重受限于谐振腔长度及损耗等因素［１５］；衍射光栅外腔激光器虽然线宽性能优异、调谐范围广，但其体积较大、封装

基于降温技术的宽范围外腔光栅可调谐半导体激光器

入功率几十毫瓦时，出功率可以达到瓦级以上；输但是在波长方面，通常商用的激光二极管都限制在某
一
个波段范围内。在冷原子物理和激光光谱学研究
中，要求激光器的波长位于原子的某一条跃迁线附
如图１中的实线所示。另一方面，尽管商用半近或者与原子的跃迁线共振，如研究最多的。ｂ原波长，Ｒ但子，其用于冷却和俘获的跃迁线是在７０ｎｌ８ｎ附近的导体激光器在自由运转时能够保证单模运转，激Ｒ原子Ｄ线。商用激光二极管的波长与原子的跃光器的线宽比较宽。为了压窄输出激光的线宽和降ｂ精确地调谐输出激光的波长，通迁线通常都有一定的差别，当差别较小时，我们可以低输出激光的噪声，
维普资讯
量子光学学报ｌ（）６— ０，０７３１：５６２０
ＡｔｉｉｕｎｕＯｔａｃＳｎａＱａｔｍｐｉａｃｃ
文章编号：１０４６４２０）１０５－５０７５５（０７０－０６０
基于降温技术的宽范围外腔光栅可调谐半导体激光器
ｌ实验原理
我们知道，半导体激光器的增益曲线范围很宽，通常有几十个纳米，而且增益曲线会随着温度的变化而发生移动，当温度降低时，益曲线向波长减小增的方向移动，出激光的波长减小。因此可以通过输改变激光二极管的工作温度来改变输出激光的中心
十讯联系人：Ｅ—ｍｉｊａｇ４ｙｈｏｃｒ，ｚａｇ４ＳＵｅｕｃ通ａ：ｚｎ７＠ａｏ．ｏｊｈｎ７＠Ｘ．ｄ．ｎｌｈｎ

846nm半导体激光器线宽压窄的研究

文章编号：６３０９（０７０ —０２０１７ —２１２０）６０４ —４
８６ａ半导体激光器线宽压窄的研究４ｍ
苏展何世均，，沈乃潋２于，
３北京大学信息科学技术学院，．北京１０８）００１
３
（．１河南省自动化工程技术研究中心，郑州４００；．５０８２中国科学院物理研究所，北京１０８；０００
（．ｎｎＡｔｍｔｎＥｇｎｅｉｇａｄＴｃｎｌｇｅｅｒｈＣｎｅ，ｈｎｚｏ５０８ｈａ１ＨｅａｕｏａｉｎｉｅｒｎｅｈｏｏｙＲｓａｃｅｔｒＺｅｇｈｕ４００，Ｃｉ；ｏｎｎ
２ＩｓｔｔｏｈｓｓｈｎｓＡａｅｙｏｃｎｅ，ｅｉｇ１０８，ｈｎ；．ｎｔｕｅｆｙｉｉｅｅｃｄｍｆｉｃｓＢｉｎ０００ＣｉａｉＰｃＣＳｅｊ
３ＳｈｏｏｌｔｎｓＥｇｅｒｇａｄＣｍｕｅｃｎｅｅｉｇＵｉｒｔ，ｅｉ００１Ｃｉａ．ｃｏｌｆｅｒｉｎｉｅｉｎｏｐｔｒｉｃ，ＰｋｎｖｓｙＢｉｎ１０８，ｈ）ＥｃｏｃｎｎＳ：ｓｎｌａｒｗｉｅｗｉｈｔａｌｘｅｎｌｃｖｔｅｄａｋｓｍｉｏｕｔｒｕｅｎｆｅｕｎｙｔａｔＡｉｇｅｎｒｏｌｎｄｔｕｎｂｅｅｔｒａａｉｙｆｅｂｃｅｃｎｄｃｏｓｄｉｒｑｅｃｄｕｌｎｕｉｈｔｉｒｐｓｄ．Ｉｓｃｎｔｕｔｄｗｉｈｌｓｒｂｓ，ｌｓｒｔｂｏｂｉｇｂｌｅｌｇｓｐｏｏｅｔｉｏｓｒｃｅｔａｅａｅａｅｕｅ，ｃｌｉｔｏｎｓｓｅｏｌｍａｉｙｔｍ，ａｄｎｏｔｃｌｇａｉｇ．Ｖｉｈｕｒｎｔａｄｔｍｐｒｔｒｅｉｅｃｎｔｏ，Ｉｓｓｌｃｅｈｄｆｓｍｉｏｕ — ｐｉａｒｔｎａｔｅｃｒｅｎｅｅａｕｅｐｒｃｓｏｒｌｔｉｅｅｔｄｔｅｍｏｅｏｅｃｎｄｃｔｒｌｓｒｕｅｎｔｅｆｅｂｃｆｇａｉｇ．Ｔｈｔｕｔｅｏｘｔｒａａｉｙｍａｓｔｅｓｅｔａｉｅｗｉｔｏａｅｓｄｉｈｅｄａｋｏｒｔｎｅｓｒｃｕｒｆｅｅｎｃｖｔｋｅｈｐｃｒｌｌｎｄｈｌｏｕｐｔｌｔｔｅｎｒｏｄ．Ｔｈｕｉｌｏｇｔｄｎｌｍｏｅａｒｗｐｃｒｌｌｎｄｔｎｄｓａｌｆｏｔｕｉｏｂａｒｗｅｇｈｓａｓｎｇｅｌｎｉｕｉａｄ，ｎｒｏｓｅｔａｉｅｗｉｈａｔｂｅｆｅｕｎｙｅｔｒａａｉｙｓｍｉｏｄｃｏａｅｓｒａｉｅｒｑｅｃｘｅｎｃｖｔｅｃｎｕｔｒｌｓｒｉｅｌｚｄ，ａｄｉｓｓｅｔａｉｅｗｉｔｓｃｍｐｒｓｅｏｂｌｎｔｐｃｒｌｌｎｄｈｉｏｅｓｄｔｅｌｓｈｎ１Ｈｚ．ｅｓｔａＭＫｅｒｓ：ａｅｅｈｎｌｇｙｗｏｄｌｒｔｃｏｏｙ；ｅｔｒａａｉｙｓｍｉｏｄｃｏａｅ；ｅｅｎａａｉｙｏｔｃｌｇａｉｅｄｓｘｅｎｌｃｖｔｅｃｎｕｔｒｌｓｒｘｔｒｌｃｖｔｐｉａｒｔｎｇｆｅ — ｂａｋ；ｓｎｌｏｇｔｄｉａｄｃｉｇｅｌｎｉｕｎｌｍｏｅ；ｎｒｏｌｎｄｈａｒｗｉｅｗｉｔ

半导体激光器实验

课题半导体激光器实验1．了解半导体激光器的基本工作原理，掌握其使用方法；教学目的 2．掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节；3．学会测量半导体激光器的输出特性和光谱特性。

重难点 1．激光器与光具组的共轴调节；2．输出特性的测量方法。

教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。

学时 3个学时一、前言光电子器件和技术是当今和未来高技术的基础，引起世界各国的极大关注。

其中半导体激光器的生产和应用发展特别迅猛，它已经成功地用于光通讯和光学唱片系统；还可以作为红外高分辨率光谱仪光源，用于大气测污和同位素分离等；同时半导体激光器可以成为雷达，测距，全息照相和再现、射击模拟器、红外夜视仪、报警器等的光源。

半导体激光器，调频器，放大器集成在一起的集成光路将进一步促进光通讯，光计算机的发展。

二、实验原理1．半导体激光器的工作原理激光器一般包括三个部分。

（1 ）激光工作介质激光的产生必须选择合适的工作介质，可以是气体、液体、固体或半导体。

在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。

显然亚稳态能级的存在，对实现粒子数反转是非常有利的。

现有工作介质近千种，可产生的激光波长包括从真空紫外到远红外，非常广泛。

（2）激励源为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处于上能级的粒子数增加。

一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激励、化学激励等。

各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。

为了不断得到激光输出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。

（3）谐振腔有了合适的工作物质和激励源后，可实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射强度很弱，无法实际应用。

于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。

所谓光学谐振腔，实际是在激光器两端，面对面装上两块反射率很高的镜。

一块几乎全反射，一块大部分反射、少量透射出去，以使激光可透过这块镜子而射出。

用于相干光通信的可调谐激光器的研究

用于相干光通信的可调谐激光器的研究胡胜磊;傅焰峰;张璋;姚波;张玓;钱坤;唐毅【摘要】针对相干光通信系统时窄线宽可调谐激光器的要求,提出并实际研制了一种基于MEMS(微电子机械系统)技术的外腔可调谐激光器,分析了外腔参数对激光器性能的影响.该激光器尺寸符合光互联论坛关于ITLA(集成可调谐激光器组件)的标准01.2,调谐范围覆盖C波段内40 nm,输出功率＞13 dBm,光谱线宽＜100 kHz.为进一步验证器件的性能,使用该激光器作为本振光源,验证了它在基于PM-DQPSK(偏振复用—四相相移键控)的100 Gbit/s传输系统中的性能,实验结果表明,该激光器可作为高速相干光通信系统中窄线宽可调谐光源的理想选择.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】3页(P43-45)【关键词】外腔半导体激光器;集成可调谐激光器组件;微电子机械系统;线宽;相干光通信【作者】胡胜磊;傅焰峰;张璋;姚波;张玓;钱坤;唐毅【作者单位】武汉光迅科技股份有限公司,湖北武汉430205【正文语种】中文【中图分类】TN2480 引言相干探测技术的兴起使得光通信系统在传输速率、传输容量和传输距离等方面不断创造着新的记录。

在相干光通信系统中，一般采用载波相位来携带传输的比特信息，因此具有低相位噪声(或者线宽)的可调激光器是相干光通信系统的理想光源[1]。

作为可调谐激光器的重要一类，外腔可调谐激光器一般采用增益芯片与微光学滤波器混合集成的方式，这类激光器能够轻松实现大的调谐范围(>40 nm)和极窄的光谱线宽(<100 kHz)[2-4]，能够满足高速相干光通信系统中光源特别是LO(本振)光源对线宽的要求。

以往的外腔可调谐激光器主要有基于体光栅技术的Littman-Metcalf或Littrow型，这类激光器采用机械转动的方式来驱动光栅或者反射镜，主要用于科研测试仪器，虽然性能优异，但其尺寸远大于OIF(光互联论坛)规定的用于相干光收发模块中ITLA(集成可调谐激光器模块)的要求。

通信工程专业简介_通信工程专业介绍

通信工程专业简介_通信工程专业介绍学科特点在新的时期，更涌现出一大批优秀的专家学者。

例如西安电子科技大学李建东教授，是中国宽带无线自组李建东织网络方向的主要学术带头人，主持了制定了震惊世界的WAPI无线网络安全标准，清华大学的周炳馄院士，在国内首先开展了“晶体纤维生长与晶体光纤器件研究”。

其“窄线宽可调谐半导体激光器及相关技术”通过七项成果鉴定，线宽、频稳度和调谐范围达国际先进水平，为发展相干光通信作出了重要贡献。

在“光纤高温传感器”、光纤环形腔的细度及环形激光器研究中达到国际先进水平。

另外，陆大教授在信号与信息处理方面;冯重熙教授在数字通信、语音信号处理及数字复接方面;姚彦教授在信号检测估计和识别及其在电子系统中的应用高速实时信息处理及系统领域;曹志刚教授在数字调制、编码及卫星通信、语音增强及数字信号处理技术上;林行刚教授在智能化图文信息处理与识别、图像压缩与多媒体数据、多媒体通信及其终端技术等领域都有突出的贡献。

这些专家、教授为中国现代化通信事业向21世纪胜利进军铺平了道路。

通信工程专业有哪些课程电路分析基础、模拟电子技术、通信电子电路、数字电子技术、C++高级语言程序设计、数据结构、微处理器与接口技术、信号与系统、随机信号分析、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波、通信网理论基础、现代通信技术等。

通信工程专业毕业后就业方向通信工程专业学生毕业后可研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的工作。

大部分毕业生热衷于通信企业，如华为、中兴、但是还是那句话这些企业要的一般都是研究生或名校。

从事行业：通信工程专业毕业后主要在通信、新能源、计算机软件等行业工作，大致如下：1 通信/电信/网络设备2 新能源3 计算机软件4 通信/电信运营、增值服务5 电子技术/半导体/集成电路6 互联网/电子商务7 计算机服务(系统、数据服务、维修)8 其他行业从事岗位：通信工程专业毕业后主要从事通信工程师、硬件工程师、项目经理等工作，大致如下：1 通信工程师2 硬件工程师3 项目经理4 网络工程师5 无线通信工程师6 技术支持工程师7 嵌入式软件工程师8 射频工程师工作城市：通信工程专业就业前景怎么样21世纪以来，通信技术正在飞速发展中，将向着数字化、宽带化、智能化、个人化的综合业务数字网技术方向发展。

半导体激光器的线宽

半导体激光器的线宽1.引言1.1 概述半导体激光器是一种重要的光电子器件，广泛应用于通信、医学、仪器仪表等领域。

而激光的线宽是衡量激光光谱纯度和频率稳定性的重要指标之一。

在半导体激光器中产生的激光不是单一频率的，而是由多个频率组成的光谱。

这个光谱宽度被称为激光的线宽。

一般来说，较窄的线宽代表着更单色和更稳定的激光光源。

半导体激光器的线宽受到多种因素的影响。

首先，半导体材料的本征特性会对激光器的线宽产生影响。

例如，激光器中的电子与空穴之间的相互作用会导致能级的展宽，从而增大激光器的线宽。

其次，激光器的工作状态也会对线宽造成影响。

激光器的线宽可以通过改变工作温度、注入电流等方式进行调节。

一般来说，激光器在较高的温度下工作，其线宽会较宽。

而当激光器工作在阈值以上的电流范围内时，线宽会更宽。

最后，激光器的结构参数也会对线宽产生影响。

例如，激光腔长度的改变可以影响激光的谐振模式，从而影响线宽的大小。

综上所述，半导体激光器的线宽是一个复杂而重要的问题，涉及到材料特性、工作状态和结构参数等多个方面的因素。

了解和控制激光器的线宽对于提高激光器的性能，以及满足不同应用领域对激光器的要求具有重要意义。

在接下来的部分中，本文将从半导体激光器的原理以及线宽影响因素两个方面展开讨论，以期更全面地了解和探究这一问题。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示:本文将按照以下结构来组织讨论半导体激光器的线宽问题。

首先，在引言部分，将对半导体激光器的概念和应用进行简要介绍，并解释本文的目的和意义。

接下来，在正文部分，将详细探讨半导体激光器的原理，包括其工作原理、组成结构和工作模式。

同时，也会分析半导体激光器的线宽受到的影响因素，如材料特性、光学腔结构等。

在结论部分，将对半导体激光器的线宽问题进行总结，并展望半导体激光器线宽研究的未来发展方向。

通过以上结构安排，本文将系统全面地介绍半导体激光器的线宽问题。

读者可以逐步了解半导体激光器的基本原理，并了解其线宽问题。

窄线宽激光器原理

窄线宽激光器原理
窄线宽激光器（Narrow linewidth laser）是一种具有非常小的
光谱线宽的激光器。

与传统的宽线宽激光器相比，窄线宽激光器的光
谱线宽更窄，能够实现更高的时间解析度和频率分辨率。

这使其在原
子和分子物理学，光学和光纤通信等领域得到广泛应用。

窄线宽激光器的原理是基于光腔增益谱线的非常窄的自然线宽。

这是通过控制激光器腔体内的激光增益介质来实现的。

在窄线宽激光
器中，使用了复杂的反馈机制来维持光腔的稳定性，从而使激光的中
心频率十分稳定。

窄线宽激光器通常使用半导体材料作为激光介质，例如GaAs或InP。

此外，窄线宽激光器还可以利用外部反馈来进一步稳定激光输出
频率。

这种方法使用反馈电路将部分激光输出重新注入到激光器内部，从而消除任何不稳定性并进一步锁定输出频率。

窄线宽激光器在现代科学和工程领域中扮演着重要角色。

它们常
常用于实验室实验，例如在精确测量中使用。

此外，由于其卓越的频
率稳定性，窄线宽激光器在对光纤通信网络的信号传输和接收方面也
发挥着至关重要的作用。

因此，这种激光器仍将继续在未来的许多应
用中扮演重要角色。

可调谐超稳定窄带宽光纤激光器

可调谐超稳定窄带宽光纤激光器李子强;吕辉【摘要】介绍了一种基于商用掺铒光纤放大器、光纤布拉格光栅和可变光衰减器的可调谐、超稳定、窄带宽光纤激光器的实现方案及性能。

研究结果表明，该光纤激光器的输出功率稳定性好(1 h之内的稳定度<0.92%)，线宽窄(<52 pm)，边模抑制比高(约30 dB)，调谐范围超过20 nm。

整个系统不仅可以用作窄带宽光纤激光器，还可以作为宽带自发辐射输出光源和掺铒光纤放大器，且该系统易于实现，很容易在普通实验室里搭建。

%This paper introduces the performances of an ultrastable tunable narrow-band fiber laser and its implementation scheme.Based on the commercially available Er-doped fiber amplifier,fiber Bragg grating and variable optical attenuator,this fiber laser has high output power stability (<0.92% within one hour),narrow linewidth (<52 pm),high sidemode suppres-sion ratio (~30 dB)and large tunable range (over 20 nm).The entire system can not only be used as a narrowband fiber laser but also as a wideband amplified spontaneous emission light source and an Er-doped fiber amplifier.Furthermore,this system can be easily realized in an ordinary laboratory.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P61-63)【关键词】光纤激光器;特定激光系统设计;激光光谱学【作者】李子强;吕辉【作者单位】湖北工业大学理学院，武汉 430068;湖北工业大学理学院，武汉430068【正文语种】中文【中图分类】TN2560 引言窄带宽光纤激光器在连续太赫兹波生成、微波光子、光通信、高分辨率光谱学和光传感领域都有潜在的应用前景［1－5］，因此成为研究热点。

双光纤光栅法-珀腔可调谐窄线宽激光器

２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒ，ＪｉｍｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇａｐａｉｒｏｆＦｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇＦａｂｒｙ－Ｐ６ｒｏｔｓ（ＦＢＧ－ＦＰ）ｗｉｔｈａｌｉｔｔｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔＦＳＲａｓｉｔｓｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ－ｓｅ－
ｌｅｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａｎｏｖｅｌｒｉｎｇｌａｓｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｖｅｒｎｉｅｒｅｆｆｅｃｔｉｓｐｒｏｏｓｐｅｄ．Ｗｅｈａｖｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆ
摘要：基于游标原理，利用一对自由谱宽（ＦＳＲ）略有不同的光纤布喇格光栅法布里一珀罗腔（ＦＢＧ—ＦＰ）作为模式选择器件，设计了一种新颖的环形腔光纤激光器。从理论和实验上研究
了该激光器的特性。通过对可调谐ＦＢＧ— ＦＰ应力调谐，在１５５２．２４０— １５５２．９１２ｎｍ范围内，以９６ｐｍ为平均间距，获得了８个由固定ＦＢＧ— ＦＰ的透射谱所确定的窄线宽稳定激光输出。８个输出波长的平均功率为一１７．６６ｄＢｍ，波动在０．７ｄＢ范围内。当泵浦光的功率为９５ｍｗ的时候，输出信号的信噪比均大于５０ｄＢ。实验上每隔１ｍｉｎ用光谱分析仪（ＯＳＡ）对输出光波长自动扫描，记录的输出光波长漂移在数皮米范围内，且功率的波动小于０．１ｄＢ。这种可调谐的窄线宽光纤激光器在光纤通信和光纤传感方面有潜在的应用价值。关键词：可调谐光纤激光器；光纤布拉格光栅；法布里一珀罗腔；游标原理；窄线宽

TeraXionPS-NLL窄线宽半导体激光器

TeraXion PS-NLL 窄线宽半导体激光器
产品简介
PureSpectrum™ 系列超小型窄线宽激光器是完全集成化模块，适用于嵌入式设计或 OEM 仪器。 PS-NLL 窄线宽激光器是一款紧凑的、低噪声的 DFB 半导体激光器模块。使用先进的频率噪声控制技术；大大降低了 DFB 激光二极管线宽但同时保留了半导体二极管的优点；快速的频率调谐选项可用于 FMCW 或其它先进的传感方案。
5MHz
0.5GHz/s（平均值）
-2 至+2V
高达 1MHz
+9 至+36VDC
<4.5W
-5 至+ 55 °C
-40 至+ 85 °C
95%，无冷凝
30x64x90mm
熊猫型保偏
产品特性
•线宽<5kHz •输出功率高达 80mw •低相位噪声 •长相干长度 •频率高稳定 •高可靠性 •强抗振性 •快速的频率调谐选项
产品应用
•测试和测量 •相干 OTDR •管道和桥梁监测 •周界安防探测 •激光雷达
产品规格
波长选项输出功率选项快速频率调谐选项快速频率调谐范围
线宽频率稳定性边模抑制比偏振消光比
相对强度噪声
慢速频率调谐范围慢速频率调谐分辨率
慢速调谐速度快速调谐电压快速调制带宽(调谐速度)
电源功耗工作温度储存温度湿度尺寸(HxWxL) 光纤类型
1525–1565/1617(ITU grid)nm
40mW 或 80mW
无快速调谐选项 1
选项 2
选项 3
N/A
±12MHz ±100MHz ±200MHz
<5kHz
<5kHz

ecl激光器原理 -回复

ecl激光器原理-回复激光器是一种产生激光的设备，它在各种领域中有着广泛的应用，如通信、医学、工业等。

其中，ECL（External Cavity Laser）激光器是一种具有高功率、窄线宽和调谐性能的激光器。

本文将为您详细介绍ECL激光器的原理。

第一步：介绍激光的基本原理激光是一种单色、单频、高亮度的光。

它是通过光放大和光反馈来产生的。

这里的光反馈一般指的是将放大的光重新注入到激光介质中，形成光共振效应。

激光器的基本组成包括激光介质、抽运源和光学反馈结构。

第二步：激光介质的选择激光介质是激光器中起到激发和放大光子的作用。

常见的激光介质类型有气体、固体、液体等。

不同的激光介质有着不同的工作波长和能级结构，因此适用于不同的应用场景。

第三步：抽运源的选择抽运源是激光器中的能量输入部分，它提供能量来激发激光介质中的粒子。

常见的抽运源包括激光二极管、氩离子激光器等。

抽运源的波长和功率对激光器的性能产生直接影响。

第四步：光学反馈结构的设计光学反馈结构是激光器中的一个重要组成部分，它用于将放大的光重新注入激光介质中，以形成光共振效应。

光学反馈结构一般由一组镜片和激光介质构成。

其中，其中一个镜片是半透明的，用于输出激光。

第五步：ECL激光器的工作原理ECL激光器是一种利用外腔进行光反馈的激光器。

它与传统的FP （Fabry-Perot）激光器相比，具有功率更高、线宽更窄以及可调谐的特点。

在ECL激光器中，外腔与激光介质相连，光线经过外腔多次反射后重新注入激光介质中，形成共振条件，最终产生激光输出。

第六步：优势和应用领域ECL激光器具有许多优势，比如高功率、窄线宽和可调谐性能。

它在光通信中的应用主要是调制信号的光源和光纤光栅控制器。

在医学方面，ECL 激光器主要被用于光生物学研究和医疗激光系统。

此外，ECL激光器还广泛应用于工业领域，如激光打标、激光切割等。

总结：通过以上的步骤，我们详细介绍了ECL激光器的原理。

窄线宽可调谐半导体激光器的驱动电路

盐城师范学院毕业论文(2011－2012学年度）物电学院电子信息工程专业班级08(3）学号08223129课题名称窄线宽可调谐半导体激光器的驱动电路学生姓名蒋峰指导教师沈法华2012年5月20日目录1、绪论 (3)2、工作原理 (4)2.1半导体激光器原理 (4)2。

2窄线宽原理 (6)2。

3可调谐原理 (8)2。

3。

1 基于电流控制技术 (8)2.3。

2 基于机械控制技术 (9)2.3.3 基于温度控制技术 (9)3、特性参数 (9)3.1工作波长 (9)3.2光谱宽度 (10)3.3功率特性 (10)3。

3.1 小功率 (10)3.3。

2 高功率 (10)3.4频率稳定性 (11)4、可调谐半导体激光器的高精密驱动电源与稳频电路设计 (11)4。

1半导体激光器电路设计原理与实现 (11)4.1。

1 半导体激光器驱动方式简介 (11)4。

1。

2 电路设计指标 (12)4。

1.3 驱动电路设计 (13)4。

2控温电路的设计与实现 (14)4.2.1 基准采样电路 (14)4.2。

2 差分放大电路 (14)4。

2.3 自动控制电路 (14)4。

3控流电路的设计与实现 (15)4.4微分稳频电路的设计与实现 (15)总结 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢 . (17)参考文献 (17)窄线宽可调谐半导体激光器的驱动电路电子工程专业蒋峰指导教师沈法华摘要: 随着半导体技术的日趋成熟，半导体激光器（LD）以其转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高、能直接调制等特点，在科研、工业、军事、医疗等领域得到了日益广泛的应用。

半导体激光器的稳定性取决于驱动电源,电流的起伏会引起光功率的变化，从而影响激光器的性能。

同时，半导体激光器可以通过调节温度、电流等实现其波长的可调谐;通过选模技术可以实现窄线宽输出。

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第32卷　第2期
南开大学学报(自然科学)
V ol.32　№21999年6月A cta Scientiar um N atur alium U niv er sitatis N ank aiensis
Jun.1999窄线宽可调谐半导体激光器
*a 吕福云　刘玉洁　袁树忠　魏振兴　李　加　张光寅
(南开大学物理科学学院,天津,300071)(教育部光学信息技术科学开放研究实验室,天津,300071)
摘要
研究了一种利用光栅弱耦合外腔改善可见光半导体激光器性能的方法,并对650nm 半导体激光器进行了实验,外腔镜由一个闪耀光栅构成,通过转动光栅角度,获得了窄线宽单模激光输出,谱线宽度0.1pm,线宽压窄比达9800,边模抑制比>20,并且在约20nm 的荧光谱宽基础上得到约5nm 波长的连续调谐范围.
关键词:弱耦合;可调谐半导体激光器;窄线宽
0　引言
目前普遍采用内腔和外腔两类调谐技术.而外腔调谐是较为广泛采用的一种方法,它在现有普通半导体激光器的基础上,通过外腔选模压窄线宽,得到较好的输出特性,且具有灵活可行和调谐效果好的特点.以前国内外外腔调谐的研究大多集中在光纤通信窗口,即研究1350～1560nm 附近的波长调谐技术,且获得了较理想的结果[1,2]
.本文把外腔调谐技术推广到研究可见光波段的半导体激光器,实验中采用了650nm 的半导体激光器,它在原子吸收监测系统及喇曼谱仪等技术中具有很强的应用背景
.
图1　半导体激光器外腔调谐示意图
Fig 1Scheme of the external -cavity semiconductor laser 常见外腔调谐技术包括两种方式,即强耦合和
弱耦合方式.前者指通过对半导体激光器出光端面
镀增透(AR)膜等手段,使得外腔镜的反射率大于出
光端面的反射率,从而使外腔反馈占主要地位;后者
则不对激光器出光端面镀增透膜,使内腔反馈仍占
较为主要的地位.两种情况都能有效地压窄激光线
宽,而强耦合情形的调谐范围更大,弱耦合情形则更
为灵活方便.1　实验装置和调谐原理
外腔调谐的装置结构如图1所示.半导体激光器
的输出光经透镜组准直后获得水平的平行光,入射到光栅外腔上,经光栅分光,将一级衍射反馈回激光
器有源区,与有源区内光场相互作用,造成各纵模间的增益差,增益较大,满足激光激发条件的纵模起振激发,而增益较小的模式就被损耗掉.通过改变光栅外腔反馈光的波长,就可获得不同波长的激光输出,从而实现波长调谐.此外,由于半导体激光器的谱线宽度满足[3]a 收稿日期:1998-10-05
*攀登计划B 项目
$M c =12P S c =12P (l /ac )
其中,l 是激光器腔长.从上式可见,腔长是影响激光线宽的关键因素之一.加外腔相当于较大幅度地增加外腔长度,所以能有效地压窄线宽.而且,外腔反馈加强了受激辐射,抑制自发辐射,这也是压窄激光线宽的一个原因.光栅的零级衍射作为外腔激光输出.可用功率计测量输出激光强度,用光谱仪测量其光谱特性和波长,激光线宽由扫描干涉仪进行测量.
实验中,光源选用650nm 的半导体激光器,谱线宽度约为0.98nm,输出功率约为5mW ,荧光谱宽约为20nm.未镀增透膜,因而构成弱耦合外腔系统.外腔镜选用一个闪耀光栅,提供外腔光反馈,通过转动光栅角度还能实现波长选择.
2　实验结果
实验中用Spectr al-Physics 公司的470-03型共焦扫描干涉仪测量外腔激光的输出线宽.该扫描干涉仪的自由光谱区(FSR)宽度为2GHz,仪器带宽10MHz.图2是外腔长度为16.4cm 时的测量结果.这时扫描干涉仪所加的锯齿波电压为10V,可对输出激光扫描两个级次,对应于图2(a)中的两个峰.两峰之间的距离$T 对应扫描干涉仪的自由光谱区,即2GHz.如图2(b)所示,将其中一个峰进行展宽,可以看出,此时的激光光谱很纯,处于明显的单模运转状态.从该图可较为准确地测量出半强宽$T ′,与$T 进行比较,可计算出激光线宽
.
(a)一个扫描周期内两个纵模 (b)改变扫描电压后为一个纵模
tw o longitudinal modes in o ne period one mode w hile chang ing the scanning v oltag e
图2　线宽测量结果
Fig 2　Measurement result of the linewidth
$M =$T ′$T
FSR 这样计算出的输出激光线宽为$M =71MHz,对应的光谱宽度为
$K =K M
$M 约为0.1pm,而未加外腔时的光谱宽度$K 0≈0.98nm ,所以已经有效地压窄了激光线宽,线宽压窄比为
D =$K 0$K
≈9800光谱仪的测量结果表明输出激光具有良好的光谱特性.实验采用了Anritsu 公司的M S9001B/B1型光谱分析仪.图3(b)给出在中心波长附近的光谱测量结果,图3(a)为未加外腔时该半导体激光器的输出光谱.没加外腔时,光谱特性很差,表现为多模振荡,而每个模式的功率都不大,存在严重的模式竞争,导致波长不稳定,谱线宽度很大.与之相比,加上外腔后,处于单模运转状态,波长稳定,边模抑制比也很理想,・80・　
南开大学学报(自然科学版)第32卷
光谱特性大为改善,且单个模式的功率增大,说明大部分能量已集中分配到一个纵模上.
转动光栅角度,可得到不同波长的激光输出.用光谱仪测得波长连续可调谐范围约为5.28nm ,中心波长在659nm 附近.在该范围内均可得到光谱特性良好的激光输出
.
(a)L D 发射光谱特性 (b)外腔激光器的光谱特性
spectrum o f LD spectr um of ex ter nal-cavit y laser
图3　中心波长附近的光谱特性
Fig 3　Spectrum of external -cavity laser near the center wavelength
参考文献
　1　K o hr oh K o bay ashi ,I kuo M ito .Sing le frequency and tunable la ser diode .J Lightw av e T echnol ,1988,6(11):1623　2　李天培.光纤通信用波长调谐和单频激光管.光通信研究,1990,53(1):1
　3　陈徐宗,姚继良,李义民等.用于高分辨率光谱研究的窄线宽半导体激光器及其特性研究.光学学报,1996,16(10):
1383
NARROW-LINE W AVELENGT H T U NABLE
SEM ICONDU CT OR L ASER
L Fuyun,Liu Yujie,Yuan Shuzhong,Wei Zhenx ing ,Li Jia,Zhang Guang yin
(D ep ar tment of Phy sics ,N ankai U niv er sity ,T ianj in ,300071)
(Op tical I nf ormation S cience L aboratory ,SE C ,T ianj in ,300071)
ABSTRACT
A method using a w eak -feedback g rating ex ter nal cavity for improv e the output characteristics of visible lig ht semico nductor laser is studied and pr oved to be practical.T his ex periment is conducted on 650nm semico ndutor laser.A blazed grating is used as the external cavity mirr or to narr ow the linew idth and select frequency .T hro ug h turning the g rating ,laser o utput w ith single longitudinal mode and linew idth as nar row as 0.1pm is obtained.The linew idth r eductio n ratio is 9800.The tuning r ange is 5nm out of 20nm fluo rescent spectrum appr oxim ately ,and the side mo de suppression ratio is ideal .Key words :wea k -feedback coupling ;tunable semico nductor la ser s ;nar ro w linew idth ・81・　第2期吕福云等:窄线宽可调谐半导体激光器。