在現(xiàn)代光學(xué)領(lǐng)域,激光器鎖模技術(shù)是一項具有重要意義的關(guān)鍵技術(shù)。它為實現(xiàn)超短脈沖激光的產(chǎn)生提供了基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、通信等眾多領(lǐng)域。
激光鎖模是一種巧妙的技術(shù),可以產(chǎn)生超短脈沖的光。標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)波(CW)激光器發(fā)出恒定的輸出光束,而鎖模激光器會產(chǎn)生一系列超短脈沖,其持續(xù)時間可以達到飛秒量級(10-15秒)或皮秒(10-12秒)。這些特殊的時間尺度通過跨學(xué)科應(yīng)用開啟了超快科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域。
激光鎖模的分類
鎖模技術(shù)主要分為兩大類:主動鎖模和被動鎖模。
主動鎖模:需要周期性地調(diào)制激光器諧振腔的損耗或光程,通常通過聲光調(diào)制器、電光調(diào)制器等有源器件實現(xiàn)。主動鎖模產(chǎn)生的脈沖寬度通常在皮秒量級。主動鎖模激光器的脈沖重復(fù)頻率可以通過外部調(diào)制信號精確控制。
被動鎖模:不依賴外部信號,而是利用激光器內(nèi)部的非線性光學(xué)元件(如飽和吸收體)實現(xiàn)鎖模。被動鎖模可以產(chǎn)生更短的脈沖,達到飛秒量級。被動鎖模技術(shù)中,常用的飽和吸收體包括染料盒、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)等。這些吸收體具有在強光下吸收率降低的特性,有助于形成超短脈沖。被動鎖模激光器的穩(wěn)定性和鎖模的發(fā)生率可能低于主動鎖模激光器。
激光鎖模的基本原理
通過某種方式使激光器中振蕩的多個縱模(即不同頻率的激光模式)之間保持固定的相位關(guān)系,從而使這些模式相干地疊加在一起,形成超短的光脈沖。鎖模激光器的輸出脈沖寬度通常在皮秒到飛秒量級,峰值功率遠高于平均功率。激光器鎖模技術(shù)通過巧妙地控制和鎖定縱模的位相,成功實現(xiàn)了超短脈沖激光的產(chǎn)生。激光鎖模取決于在激光腔固有的縱模之間建立固定的相位關(guān)系或相干性。這種周期性的建設(shè)性干涉以短脈沖的形式產(chǎn)生強烈的光爆發(fā)。
激光鎖模的基本理論
在激光腔中,兩個向相反方向移動的光波的相互作用會產(chǎn)生駐波,形成一組稱為縱向模式的離散頻率。當(dāng)模態(tài)間距為 Δν 時,這些模態(tài)可以根據(jù)它們的相位關(guān)系進行破壞性或建設(shè)性干擾。
(其中 c 是光速,L 是諧振器長度)
當(dāng)同相時,相長干涉會導(dǎo)致超短脈沖的產(chǎn)生,即激光鎖模,脈沖間隔由往返時間決定:
脈沖持續(xù)時間取決于在相位 (N) 中振蕩的模式數(shù)量和每個脈沖的形狀。表現(xiàn)出高斯時間形狀的脈沖的最小脈沖持續(xù)時間 (Δt) 由下式給出:
其中 0.441 表示脈沖的“時間帶寬積”,它因脈沖形狀而異。對于超短脈沖激光器,通??紤]雙曲正割平方 (sech2) 脈沖形狀,產(chǎn)生時間帶寬積 0.315。
產(chǎn)品說明
寬帶可調(diào)諧保偏光纖激光器
產(chǎn)品型號:TENOR-2000
品牌名稱:Cybel
寬帶可調(diào)諧保偏光纖激光器是一款波長可調(diào)諧的保偏光纖激光器,該激光器的寬帶調(diào)諧范圍為 1900至2050nm,輸出功率大于1W。信號波長在連續(xù)150nm的可調(diào)諧波長范圍內(nèi)具有0.05nm的光譜寬度,光信噪比 (OSNR) > 50dB。隔離輸出功率通過偏振消光比 (PER) >20dB 的單模保偏光纖傳輸。放大器輸出功率可擴展至超過5W的單橫模。
產(chǎn)品特點:
• 輸出功率:50mW 至 5W
• 單頻運行
• 線寬<0.05nm
• 可調(diào)諧 1900至2050nm
• 單模,M2 ? 1
• 工作溫度:0 至 50°C
• 標(biāo)準(zhǔn)或全PM版本
• 緊湊型OEM裝置
• 高效的冷卻系統(tǒng)
產(chǎn)品參數(shù):
產(chǎn)品參數(shù) | 單位 | 數(shù)值 | 其他 |
波長調(diào)諧范圍 | nm | 1900-2050 | 其他的調(diào)諧波段可用 |
平均輸出功率 | W | 1 | 1900至2050nm:更低(5 0mW)或更高( 5 W ) 可用功率 |
輸出信號譜寬 | nm | <0.05 | |
極化分機比率 | dB | ≥ 20 | PM version |
信噪比 (OSNR) | dB | 50 | For Pout>100mW |
光束質(zhì)量(M2) | M2 | <1.1 | |
輸出功率穩(wěn)定性 | % | 3 | 1950nm at 1W for 1 hour |
輸出光纖長度 | m | 1 | SM或PM 1950-鎧裝電纜,可選 |
連接器 | FC/APC | 其他連接器可選 | |
光輸出抽頭 | m | 1 | 可選 |
電氣 | |||
電壓 | V | 18-30 | |
熱身時間 | min | 20 | |
功耗 | W | 100 | @Pout max=1W 25°C |
控制界面 | RS 232 | ||
控制方式 | ACC | 提供光纖分接頭選項 | |
通用 | |||
尺寸 | mm | 200x150x43 | |
控制儲存溫度 | °C | -20 to 65 | |
操作箱溫度 | °C | 0 to 50 | |
工作相對濕度 | % | 5 to 95 | 非冷凝 |