第２３卷第２期 强 激 光 与 粒 子 束 Ｖｏ１．２３，ＮＯ．２ ２０１１年２月 ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＢＥＡＭＳ Ｆｅｂ．，２Ｏ１１ 文章编号：１００１ ４３２２（２０１１）０２—０５０３ ０４ 基于Ｂｉ３＋Ｇａ３＋ＡＩ３＋共掺高掺铒光纤的短线腔激光器 刘志明 。， 刘 鹏 。， 郑晶晶 ， 彭 健 ， 刘利松 ， 郑斯文 ， 张晨芳 ， 简 伟 ， 简水生 （１．北京交通大学光波技术研究所，北京１０００４４； ２．北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京１０００４４； ３．邢台学院物理系，河北邢台０５４００１） 摘要：短线腔掺铒光纤激光器由环形器（ＯＣ）、自制的Ｂｉ”Ｇａ”Ａ１ 共掺高浓度掺铒光纤（ＢｉＧａＡ１一 ＥＤＦ）、均匀光纤布拉格光栅（ＵＦＢＧ）和波分复用器（ＷＤＭ）组成。以ＯＣ作为全反射腔镜，ＵＦＢＧ为波长选择 性部分反射腔镜，利用１ ５３０ ｎｍ处吸收系数为８４．２５３ ｄＢ／ｍ的ＢｉＧａＡｌ—ＥＤＦ为增益介质，室温下获得了中心 波长为１ ５４４．３１ ｎＦｌｌ、边模抑制比（ＳＭＳＲ）大于５５ ｄＢ的激光输出。分析了ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ长度对激光器输出特 性的影响。结果表明：采用１２ ｃｒｒｌ长的光纤实现了短线腔的窄线宽激光输出，在２５ ｃｍ长度下，该激光器具有 最小的起振阈值和最大的输出功率。测试表明，该短线腔激光器具有线性输出特性，并且其中心波长和输出功 率不随时间的变化而发生漂移。 关键词：激光技术；掺铒光纤激光器；短线腔；环形器；光纤布拉格光栅 中图分类号： ＴＮ２４８．１ 文献标志码： Ａ ｄｏｉ：１０．３７８８／ＨＰＬＰＢ２０１１２３０２．０５０３ 光纤激光器作为激光技术中的新兴领域，近年来成为科学研究的热点，其发展和应用得到了社会各方面的 广泛重视＿１ ］。由于掺铒光纤（ＥＤＦ）增益谱位于１ ５５０ ｎｍ通信窗口处，因此，采用ＥＤＦ作为增益介质的掺铒 光纤激光器（ＥＤＦＬ）可作为光通信用光源的良好选择，并得到了广泛的研究ｌ３ ］。随着光纤器件不断向小型 化、集成化发展，要求ＥＤＦＬ中所用的增益光纤越短越好，而一般商用的石英基ＥＤＦ中铒离子浓度最高仅为 １００×１０ 左右＿６］，利用其作为增益介质的光纤激光器通常需要１～５ ｍ的ＥＤＦ才能实现长腔结构下的激光输 出。要实现ＥＤＦＬ的短腔激光输出，就需要提高ＥＤＦ中铒离子的浓度，以提高对泵浦光的吸收效率。通过在 ＥＤＦ掺碱金属元素和重金属元素可有效地提高铒离子的浓度并抑制其浓度猝灭 。傅永军等人利用铋 铝元素共掺的方法制作了在１ ５３０ ｎｍ处吸收系数为６６．３ ｄＢ／ｍ的高掺铒光纤，并且利用０．４ ｍ长的该光纤 实现了一种短腔光纤激光器ｌ８］。本文采用自制的Ｂｉ Ｇａ。 ＡＩ什共掺的石英基高浓度掺铒光纤（ＢｉＧａＡＩ—ＥＤＦ） 为增益介质的光纤激光器，采用线型腔结构，实现了增益介质长度仅为１２ ｃｒｌ＇ｌ的短线腔窄线宽的激光输出。分 析了不同长度的ＢｉＧａＡ１～ＥＤＦ对激光器输出特性的影响，并对该激光器的波长稳定性、功率稳定性以及输出特 性进行了测量。 １ ＢｉＧａＡＩ－掺铒光纤 作为增益介质的ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ是北京交通大学光波技术研究所采用改良的化学气相沉积（ＭＣＶＤ）法结合 在线溶液掺杂技术制作的ｌ６］。为了提高光纤中的光场分布与铒离子区域的重叠积分因子，进而提高对泵浦光 源的吸收系数，该光纤采用了双层掺杂 芒：结构。同时为了保持光纤中铒离子浓度分布状态与泵浦光能量分布 状态相重合，使得泵浦效率最大化，在制作光纤预制棒时，中心层的离子掺杂浓度略高于外层的离子掺杂浓度。 采用ＰＫ公司的Ｐ１０４预制棒分析仪对该光纤预制棒的折射率剖面分布进行测试，得到的结果如图１（ａ）所示。 预制棒经过拉丝工艺后形成的ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ其横截面显微结构如图１（ｂ）所示。采用ＰＫ公司的２２１０谱损耗 测试仪对ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ进行测量得到的吸收谱如图１（ｃ）所示，其１ ５３０ ｎｍ处的吸收系数达到了８４．２５３ ｄＢ／ ｍ，９８０ ｎｌＴｔ处的吸收系数达到了３４．５３４ ｄＢ／ｍ，１ ２００ ｎｍ处的背景损耗为７．６８４ ｄＢ／ｍ，截止波长为１ ３５０．９１ Ｅｔｍ。通过Ｂｉ”Ｇａ什Ａ１”离子共掺的方法ｌ７］，使得ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ中铒离子数密度得到了极大提高。光纤中铒离 子数密度与吸收系数的关系为＿ｇ ＊收稿Ｅｔ期：２０１０—０６—１ ２； 修订日期：２０１０—０８—２３ 基金项目：国家高技术发展计划项目；国家自然科学基金项目（６０７７１００８）；北京市自然科学基金项目（４０５２０２３）；新世纪优秀人才支持计划 项目（ＮＣＥＴ－０６—００７６） 作者简介：刘志明（１ ９８２一），男，博士研究生，主要从事特种光纤的制作及其相关器件的研究；０６１ｌｌ００８＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。 ５０４ 譬、， Ｏ Ｏ ０ ０ 强 激 光 与 粒 子 束 Ｏ Ｏ 第２３卷 ａ（ ）一 （ ）ｒ（ ）”Ｅ （１） 式中：ａ（ ）为吸收系数；ｏ－ （ ）是吸收截面积；ｒ（ ）是光纤中的光场分布与铒离子区域的重叠积分因子； 为铒 离子数密度。由式（１）可以计算得到该ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ中铒离子的数密度约为４．１９×１０ 。ｃｍ ，相应的质量分 数为０．５３３ ２％，因此ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ中的铒离子数密度为普通商用ＥＤＦ的５０倍左右，属于高掺杂光纤，特别适 合于短腔光纤激光器的实现。 ， ｇ ● ∞ 宝 拿 ｒａｄｉｕｓ／ｍｍ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ （ａ）ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆｔｈｅ ｐｒｅｆｏｒｍ （ｂ）ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｉｍａｇｅ Ｆｉｇ．１ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ０ｆ ＢｉＧａＡＩ ＥＤＦ （ｃ）ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ 图１ ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ的特征 ２实验装置及原理 光纤激光器结构如图２所示，该激光器由环形器（ＯＣ），ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ，均匀光纤布拉格光栅（ＵＦＢＧ）， ９８０ ｎｍ光隔离器（ＯＩ）和９８ｏ／１ ５５０ ｎｍ的波分复用器（ＷＤＭ）组成，为线型腔结构。泵浦源采用最大输出功率 为２５０ ｍＷ的９８０ ｎｍ ＬＤ，ＬＤ经过ＯＩ后，通过ＷＤＭ对ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ进行泵浦。ＯＣ采用２端口与３端口通 过跳线相连接的方式，就形成了一个宽带宽全反射器，因此，可作为该激光器的全反射腔镜。ＵＦＢＧ是利用波 长为２４８ ｎｍ的ＫｒＦ准分子激光器，利用相位掩膜法直接在氢载后的标准Ｇ６５２光纤上刻写的，使用的掩膜板 周期为１ ０６８ ｎｍ。用ＡＮＤＯ ＡＱ６３１７光谱分析仪对其 透射谱进行了测量，测试结果如图３所示，其中心波长 为１ ５４４．２９ ｎｍ，透射深度为７．４３ ｄＢ，光栅布拉格波长 处反射率为８１．９３ 。该ＵＦＢＧ作为波长选择性部分 反射镜腔，与环形器一起构成该激光器的Ｆ—Ｐ谐振腔， 同时其窄带宽滤波功能可以很好地抑制其余波长处的 激射，起到稳定激光输出波长的作用。激光器中各器件 间的连接全部为标准的Ｇ６５２光纤，其中ＷＤＭ与ＵＦ— ＢＧ的熔接损耗为０．０１ ｄＢ，ＵＦＢＧ与ＢｉＧａＡｌ—ＥＤＦ的 ｆ Ｆｉｇ．２ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｈｏｒｔ ｌｉｎｅａｒ ｃａｖｉｔｙ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ 图２基于ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ的线型腔光纤激光器 熔接损耗为０．２９ ｄＢ。利用ＯＣ作为全反射腔镜，不仅 能够有效的提高激光泵浦效率口 ，同时还使得激光器 只需要一个ＦＢＧ便可确定谐振波长，实现激光输出，不 １ 存在传统线型腔光纤激光器中两个ＦＢＧ的布拉格波长 对准的问题，因此，该激光器同时具有环型腔与线型腔 ｗａｖｅｌｅｎｇｔｌＶｎｍ 的优点，在减小了制作难度的同时，增加了激光器的稳 定性，更容易实现高质量的窄线宽激光输出。 Ｆｉｇ．３ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ＵＦＢＧ 图３ ＵＦＢＧ的透射谱测试图 ３实验结果及分析 由于ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ较普通商用的ＥＤＦ有更高的吸收系数，实验中，首先对不同长度的ＢｉＧａＡ１－ＥＤＦ对激 光器的输出影响进行了研究。采用截断法不断缩短光纤长度，分别对８０，５０，４０，３０，２５，２Ｏ，１５，１２和１０ ｃｍ长 度下的ＢｉＧａＡ１ ＥＤＦ作为增益介质时，对该激光器的输出进行了测试。发现在１Ｏ和８Ｏ ｃｍ处无激光输出，其 余各长度处均有激光输出。图４为激光器起振时的阈值功率及最大输出功率随光纤长度变化的实测图。可以 看出，光纤长度在１２～２５ ｃｍ变化时，激光器的输出功率逐渐增大，阈值逐渐减小，光纤长度在２５～５Ｏ ｃｍ变化 第２期 刘志明等：基于Ｂｉ Ｇａ Ａ１”共掺高掺铒光纤的短线腔激光器 时，输出功率逐渐减小，阈值逐渐增大。当ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ长度仅为１２ ｃｍ时，便可实现短线腔激光器的激光输出， 此时激光器的起振阈值为１５２．３０ ｍｗ，最大输出功率为一１１．３ ｄＢｍ。当ＢｉＧａＡ１ ＥＤＦ长度为２５ ｃｍ时，该激光 器具有最小的起振阂值（７４．３８ ｒｏＷ）和最大的输出功率（－－３．９ ｄＢｍ），这表明该激光器中增益介质的最佳长度为 ２５ ｃｍ。产生上述现象的原因为在泵浦功率一定的条件下，光纤激光器中增益光纤存在一个最佳长度：小于这 如 如 ∞ ∞ 鲫 个长度时，ＥＤＦ中的铒离子有效数目会小于入射光子数，从而导致激发态被耗尽，对泵浦光吸收不完全，进而 输出功率会随着光纤长度的增加，即铒离子有效数目的增多而逐渐增大；超过这个长度时，由于后段ＥＤＦ对其 前段自身产生激光的吸收作用进一步增强，输出功率会光纤长度的增加而逐渐下降。 ６０ ； Ｅ 亭 毪 暑 ０ １５ ０ ２Ｏ ０ ２５ ０ ３Ｏ Ｏ ３５ ０ ４０ ０ ４５ ０ ５０ ｉｆｂｅｒ ｌｅｎｇｔｈ／ｍ Ｆｉｇ．４ Ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｍａｘｉｍａｌ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｖｓ ｆｉｂｅｒ ｌｅｎｇｔｈ 图４ 阈值功率和最大输出功率随光纤长度的变化曲线实测图 Ｅ ∞ ≥ △ ｌ ｜ ｜ 芎 芎 ０ （ａ）ｏｕｔｐｕｔ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ａｔ ２５０ ｍＷ ｐｕｍｐ ｐｏｗｅｒ （ｂ）１ ６－ｔｉｍｅ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｓｃａｎ ｏｆ ｌａｓｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｖｅｒ ４ ｈｏｕｒｓ Ｆｉｇ．５ Ｏｕｔｐｕｔ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ 图５输出激光光谱图 根据实验结果，选择ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ在２５ ｃｍ长度下， 对该激光器的输出特性进行了详细研究。泵浦功率为 ２５０ ｍｗ时，其输出激光光谱如图５（ａ）所示，输出激光中 心波长为１ ５４４．３１ ｎｍ，３ ｄＢ带宽为０．０１ ｎｍ（受到光谱 分析仪最小分辨力的），边模抑制比（ＳＭＳＲ）大于 ５５ ｄＢ。在泵浦功率不变的情况下，每隔１５ ｒａｉｎ对其输 出激光光谱进行了测量，连续４ ｈ内的测量结果如图５ （ｂ）所示，可以看出，该激光器的中心波长和输出功率不 随时间的变化而发生漂移，具有很好的波长稳定性和输 ｐｕｍｐ ｐｏｗｅｒ／ｄＢｍ Ｆｉｇ．６ Ｍｅａｓｕｒｅｄ ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ０ｆ 出功率稳定性。在此长度下测得的该激光器输出功率特 ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ２５ Ｃｌｔｌ ｌｏｎｇ ＢｉＧａＡＩ ＥＤＦ 性曲线如图６所示，当泵浦功率超过起振阈值后，该激光 图６ ＢｉＧａＡＩ ＥＤＦ为２５ ｃｍ时的输出功率特性曲线实测图 器具有良好的线性输出特性。 ４ 结 论 采用１ ５３０ ｎｍ处吸收系数为８４．２５３ ｄＢ的自制ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ为增益介质，利用以一个ＯＣ作为全反射镜 腔和～个ＵＦＢＧ作为波长选择性部分反射镜腔构成的线型Ｐ—Ｆ谐振腔，实现了在ＢｉＧａＡ１ ＥＤＦ长度仅为１２ ｃｍ时的短线腔窄带宽激光输出，而在ＢｉＧａＡ１～ＥＤＦ长度为２５ ｃｍ时，实现了该激光器的最优化激光输出。该 激光器输出激光中心波长为１ ５４４．３１ ｎｍ，３ ｄＢ带宽为０．０１ ｎｍ，ＳＭＳＲ大于５５ ｄＢ，具有很好的波长稳定性、 ５Ｏ６ 强 激 光 与 粒 子 束 第２３卷 输出功率稳定性以及良好的线性输出特性。本文中的激光器因应用了具有很高吸收系数的新型ＢｉＧａＡ１一 ＥＤＦ，显著缩短了传统ＥＤＦＬ中ＥＤＦ的使用长度，节约了成本，这将对处于当前研究热点的短腔光纤激光器的 研究提供很好的实验依据和选择，具有很好的实用前景。 参考文献： ［１］Ｚｅｎｔｅｎｏ Ｌ Ａ，Ｗａｌｔｏｎ Ｄ Ｔ．Ｎｏｖｅｌ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ￣．Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｎｅｗｓ，２００３，１４（３）：３８ ４１． ［２］郭玉彬，霍佳雨．光纤激光器及其应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００８．（ＧｕｏＹｕｂｉｎ，Ｈｕｏ Ｊｉａｙｕ．Ｆｉｂｅｒｌａｓｅｒ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ，２００８） ［３］ Ａｉ Ｍａｎｓｏｏｒｉ Ｍ Ｈ，Ａｂｄ Ｒａｈｍａ Ｍ Ｋ，Ｍａｈａｍｄ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｗｉｄｅｌｙ ｔｕｎａｂｌｅ ｌｉｎｅａｒ ｃａｖｉｔｙ ｍｕｌｔｉｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ ｅｒｂｉｕｍ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ［Ｊ］．Ｏｐｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ，２００５，１３（９）：３４７１—３４７６． ａｎｇｑｉａｏ，Ｙａｎ Ｆｅｎｇｐｉｎｇ，Ｗａｎｇ Ｌｉｎ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅ，ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ ｄｕａｌ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｓ ｗｒｉｔｔｅｎ ｉｎ ａ ｐｏｌａｒｉ— ［４］ Ｍａｏ Ｘｉｚａｔｉｏｎ—ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ［Ｊ］．ＯｐｔＣｏｍｍｕｎ，２００９；２８２：９３ ９６． ｕ Ｓｈａｏｈｕａ，ｅｔ ａ１．Ｓｉｎｇｌｅ—ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ ｄｕａｌ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｅｒｂｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｔｗｏ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ［５］ Ｆｅｎｇ Ｓｕｎｃｂｕｎ，Ｘｕ Ｏｕ，Ｉｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．ＯｐｔＥｘｐｒｅｓｓ，２００８，１６（１６）：１１８３０ １１８３５． ［６］ 李坚．光敏掺铒光纤和光纤布拉格光栅辅助耦合器型上下话路滤波器的研制［Ｄ＿．北京：北京交通大学，２００９．（Ｌｉ ｌｉａｎ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｅｎ ｓｉｔｉｖｅ ｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒｓ ａｎｄ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｃｏｕｐｌｅｒ ｆｏｒ ａｄｄ／ｄｒｏｐ ｆｉｌｔｅｒｓ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００９） ｕｄｙ ａｎｄ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｂｅｉ ［７］ 傅永军．稀土掺杂光纤的研制［Ｄ］．北京：北京交通大学，２００５ （Ｆｕ Ｙｏｎｇｊｕｎ．Ｓｔｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００５） ［８］ 傅永军，郑凯，常德远，等．短腔的高浓度掺铒光纤激光器［Ｊ］．光电工程，２００７，３４（１１）：４６—４９．（Ｆｕ Ｙｏｎｇｊｕｎ，Ｚｈｅｎｇ Ｋａｉ，Ｃｈａｎｇ Ｄｅｙｕａｎ， ｅｔ ａ１．Ｓｈｏｒｔ ｃａｖｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ｒｉｎｇ ｌａｓｅｒｓ．Ｏｐｔｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，３４（１１）：４６ ４９） ［９］ Ｒａｎｄｙ Ｇ Ｃ．Ｄｅｓｕｒｖｉｒｅ Ｅ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｅｒｂｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｉｆｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｙ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９１，９（２）：２７１—２８２． ａｗ Ｓ Ｋ，Ｊａｎｇ Ｗ Ｙ，Ｗａｎｇ Ｃ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｐｕｍｐ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｃ—ｂａｎｄ ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｕｓｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ ａｎｄ ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｂｅｒ ［１０］ Ｌｉｇｒａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｏｐｔ，２００７，４６（１２）：２２８０—２２８５． Ｓｈｏｒｔ ｌｉｎｅａｒ ｃａｖｉｔｙ ｌａｓｅｒ ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｂｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ｃｏ—ｄｏｐｅｄ ｗｉｔｈ Ｂｉ ＋Ｇａ ＋ＡＩ。＋ Ｌｉｕ Ｚｈｉｍｉｎｇ ，Ｌｉｕ Ｐｅｎｇ ’ ～，Ｚｈｅｎｇ Ｊｉｎｇｊｉｎｇ ，Ｐｅｎｇ Ｊｉａｎ ，Ｌｉｎ Ｌｉｓｏｎｇ ， Ｚｈｅｎｇ Ｓｉｗｅｎ ”，Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｆａｎｇ ～，Ｊｉａｎ Ｗｅｉ ，Ｊｉａｎ Ｓｈｕｉｓｈｅｎｇ ’ （１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｖ ｏ，Ａｌｌ ０ｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｘｉｎｇｔａｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉｎｇｔａｉ ０５４００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｈｏｒｔ ｌｉｎｅａｒ ｃａｖｉｔＹ ｅｒｂｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ａｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ（ＯＣ），ａ ｓｅｇｍｅｎｔ ｏｆ ｓｅｌｆ－ｍａｄｅ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｂｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ｃｏ—ｄｏｐｅｄ ｗｉｔｈ Ｂｉ”Ｇａ”Ａ１”（ＢｉＧａＡ１一ＥＤＦ），ａ ｕｎｉｆｏｒｍ ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ（ＵＦＢＧ），ａｎｄ ａ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＷＤＭ）．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＯＣ ａｓ ａｎ ａｌｌ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｍｉｒｒｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ＵＦＢＧ ｗｒｉｔｔｅｎ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｇ６５２ ｆｉｂｅｒ ａｓ ａ ｐａｒｔｉａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｍｉｒｒｏｒ ａｎｄ ａ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｓｅｌｅｃｔｏｒ，ａ ｓｔａｂｌｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｏｓｃｉｌ ｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｃｅｎｔｅｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｏｆ １ ５４４．３１ ｎｍ ａｎｄ ａ ｓｉｄｅ ｍｏｄｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ（ＳＭＳＲ）ｏｆ ａｂｏｕｔ ５７ ｄＢ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｒｎ— Ｄｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ＢｉＧａＡ１ ＥＤＦ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ’ｓ ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｗｉｔｈ ａ １ ２ ｃｍ ｌｏｎｇ ＢｉＧａＡ１ ＥＤＦ ａｓ ｔｈｅ ｇａｉｎ ｍｅｄｉｕｒｎ，ｔｈｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｕｔｐｕｔ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｈａｓ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉ ｍａ１ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ＢｉＧａＡＩ—ＥＤＦ ｉｓ ２５ ｃｎ１．Ｔｈｉｓ ｌａｓｅｒ ｈａｓ ａ ｌｉｎｅａｒ ｏｕｔｐｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｉｔｓ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｃｅｎｔｅｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｏ ｎｏｔ ｄｒｉｆｔ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ． Ｋｅｖ ｗｏｒｄｓ： １ａｓｅｒ ｔｅｅｈｎｉｑｕｅ； ｅｒｂｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ； ｓｈｏｒｔ ｌｉｎｅａｒ ｃａｖｉｔｙ； ｏｐｔｉｃａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ； ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ
