第２１卷第５期 光学精密工程 Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．２１ Ｎｏ．５ Ｍａｙ ２０１３ ２０１３年５月 文章编号１００４—９２４Ｘ（２０１３）０５—１１１０—０６ 超低噪声单频可调谐光纤激光器 陈月娥 ，王 勇 （１．燕山大学理学院，河北秦皇岛０６６００４； ２．浙江嘉莱光子技术有限公司，浙江宁波３１５３３６） 摘要：研制了一款超低噪声单频可调谐高抗振激光器，介绍了它的工作原理和设计方案。该激光器工作波长为１ ５５０ ｎＩＴＩ， 主要由单频激光谐振腔、保偏光纤放大器以及监控反馈光路组成。采用了精密稳定的闭环温控技术，使得激光器的工作温 度极其稳定，温度控制分辨率达０．００１℃。使用了鉴频部件及配套闭环系统锁定激光器的输出频率和功率，由此不仅保证 了波长和功率的稳定性能，而且大大降低了激光器的低频噪声，同时制备的激光器光学膜也有效地提高了激光损伤阈值。 与同类激光器的性能相比，设计的光纤激光器可保证功率稳定性优于１ ，相对强度噪声优于一１３０ ｄＢｃ／Ｈｚ；选择不同类型 的种子光源谐振腔，激光器的线宽可控制在１～４０Ｏ ｋＨｚ。另外，激光器的最大波长调谐范围为３ ｎｍ，输出功率可达１ Ｗ。 在频率为１ Ｈｚ时，其相位噪声低于１０ ｒａｄ・Ｈｚ一专／ｍ ＯＰＤ；抗振动能力可达到ｏ．１ｇ（ｇ为重力加速度）。 关键词：保偏光纤激光器；可调谐激光器；低噪声；抗振；单频 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３７８８／ＯＰＥ．２Ｏ１３２１０５．１１１Ｏ 中图分类号：ＴＮ２４８．１；ＴＮ２４２ Ｕｌｔｒａｌｏｗ－－ｎｏｉｓｅ ｔｕｎａｂｌｅ ｓｉｎｇｌｅ—－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ ＣＨＥＮ Ｙｕｅ—ｅ ＇“．ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣａｎａＬａｓｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｂｏ ３１５３３６，Ｃｈｉｎａ） ＊Ｃ０ｒｒ ｐ０ 咒ｇ ａｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｆ ＰＰｒ２Ｏ０ １ ／ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｆ７ｚ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｔｕｎａｂｌｅ ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｕｌｔｒａｌｏｗ—ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｓ ｄｅｖｅｌ— ｏｐｅｄ，ａｎｄ ｉｔｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｗｏｒｋｅｄ ａｔ １ ５ ５ ０ ｎｍ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌａｓｅｒ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｃａｖｉｔｙ，ａ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ａｎｄ ａ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｏｐｔｉｃａｌ ｐａｔｈ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａ ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｌａ— ｓｅｒ ｓｈｏｗｓ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｉｔｓ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｕｐ ｔｏ ０．００１℃．Ｕｓｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ａ ｍａｔｃｈｅｄ ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｌｏｃｋｅｄ ｏｕｔｐｕｔ ｆｒｅｑｕｅｎ— ｃｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ａｒｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｏｉｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｅｆｆｅｃ— ｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｄａｍａｇｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ １ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｎｏｉｓｅ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ一１ ３０ ｄＢｃ／Ｈｚ．Ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓｅｅｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｃａｖｉｔｉｅｓ，ｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｌｉｎｅ－ｗｉｄｔｈ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｉｎ ｔｈｅ １－－４００ ｋＨｚ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｏｕｔ— ｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｉｓ １ Ｗ ａｎｄ ｔｕｎａｂｌｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｉｓ ３ ｎｍ．Ａｔ １ Ｈｚ，ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １０ 收稿日期：２０１２—１０—２８；修订日期：２０１２—１２—２４． 基金项目：浙江省博士后基金资助项目（Ｎｏ．Ｂｓｈ１２０２００６） 第５期 陈月娥，等：超低噪声单频可调谐光纤激光器 ｒａｄ・Ｈｚ－专／ｍ ＯＰＤ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｈｏｃｋ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ０１ｇ（ｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ）． ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ；ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ；ｕｌｔｒａｌｏｗ ｎｏｉｓｅ；ｈｉｇｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ； ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ 款中心波长为Ｉ ５５０ ｎｍ的超低噪声单频可调谐 １ 引 言 光纤激光器是光纤通信中最具前途的一种光 源。其中，单频光纤激光器在过去的２Ｏ年中得到 高抗振保偏光纤激光器。 ２激光器的设计 了长足发展，并在分布式传感、相干光通信、雷达 等领域有着广泛的应用［１ ］。在获得单频光纤激 光输出的众多方法中，分布布拉格反射方法是较 为常用的一种，由该方法获得的单频光纤缴光器 具有窄线宽、频率可调、相干长度长以及噪声低等 性能。 阵列式及分布式的光纤传感技术通常可以满 足各种民用监测的需求，故在桥梁、建筑物、公路 和石油化工等领域得到了广泛的应用 ］。使用该 技术可制作出专门针对超远距离、超高精度和超 高敏感度应用市场的窄线宽单频光纤激光器，再 利用微波雷达上的连续波调频（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄ－ ｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ，ＦＭＣＷ）技术可对超 远距离目标进行高精度的相干探测 剞，从而改变 市场对光纤传感、激光雷达和激光测距等的固有 观念。利用光纤本身直接传感可以构建低成本的 分布式传感网络，具有巨大的经济效益和现实 意义。 目前，国际上有多家公司正在开发此类面向 分布式传感，低噪声的单频激光器。经过十多年 的努力，已开发出了多种形式的低噪声激光器，但 这些激光器仍未完全达到应用系统对激光器噪 声、抗振性、波长调谐范围的要求。在国际市场 上，所有商用单频激光器在低频段都存在高噪声 问题，例如在１ Ｈｚ频率，其相位噪声大多超过５０ ／￣ｒａｄ／ｓｑｒｔ（Ｈｚ）／ｍ ＯＰＤ，而１～１００ Ｈｚ是声波探 测的最重要的频率段 ］。用户切换通道时，希望 激光器波长调谐范围宽、波长转换时问短，而多数 窄线宽单频激光器无法达到满意的调谐范围或调 谐速度（波长调谐范围多数小于０．２ ｎｍ）。 基于单频光纤激光器巨大市场的需求，在目 前主流产品在噪声、抗振性、波长调谐范围方面均 不能满足用户需求的背景下，本文自主研发了一 ２．１激光器原理与结构 如图１所示，单频噪声可调谐光纤激光器 （Ｔｕｎａｂｌｅ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｆｉｂｅｒ Ｌａｓｅｆ＇ＴＳＦ— ＦＬ）主要由单频激光谐振腔和保偏光纤放大器以 及监控反馈光路组成。激光谐振腔输出的信号光 按一定比例进入到反馈光路中。反馈光路有两条 图１激光器总体设计图 Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＴＳＦＦＬ 支路，一路检测光功率，另一路检测光波长（频 率）。利用光电探测器测量功率，鉴频器检测波长 （频率），主要是一个法布里一珀罗标准具。利用反 馈光路以及相应的电路，通过反馈控制使激光器 的出光功率和波长处于稳定状态。功率反馈回路 同时作用于激光谐振腔和光纤放大器，以保证激 光器输出光的功率稳定。整个光路中采用的是单 模保偏光纤，单频光纤激光器的输出既是单纵模 又是单横模。通过控制谐振腔温度，激光器输出 波长的可调谐范围最大为３ ｎｍ。为了保证输出 波长、功率稳定，噪声超低的激光，本文采用了精 密稳定的闭环温控技术，使得激光器的工作温度 极其稳定，温度控制分辨率达０．００１℃；使用了鉴 频部件及配套闭环系统实现激光的输出频率和功 率锁定。该闭环系统既保证了波长和功率的稳定 输出，也大大降低了激光器的低频噪声水平，同时 光学精密工程 ３．１．２相对强度噪声测量 第２１卷 制备的激光器光学膜还有效地提高了激光损伤 阈值［ 。 激光器的相对强度噪声（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｎｏｉｓｅ，ＲＩＮ）测量是通过探测器直接测量光功率 及其功率谱密度来实现的。如图３所示，输出激 光经过光隔离器、光衰减器后输入到光电探测器 通常来说，获得单频激光器的方案主要有环 形腔，短腔法，腔内插入选模元件，扭转模，预激 光，种子注入等。ＴＳＦＦＬ主要采用种子注入再放 大的方式，而种子光采用光栅反馈及外腔耦合的 方式保证单频输出。 中，光电探测器将光信号转换成电信号，使用动态 信号分析仪测量激光的相对强度噪声，从频谱分 析仪上读取噪声值，再通过转换获得相对强度噪 ３激光器的性能测试和结果 ３．１性能测试 ３．１．１ 相位噪声测试 声值。 相位噪声（或频率噪声）测量采用间接测量的 方式，通过高稳定性的光纤干涉仪将波长（或频 率）漂移转化为强度变化。如图２所示，激光信号 经过光隔离器，光衰减器后进入到１０ ｒｆｌ光程差 图３相对强度噪声测试系统 Ｆｉｇ．３ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｎｏｉｓｅ 的迈克尔逊光纤干涉仪，干涉仪的输出信号经过 光隔离器后输入到光电探测器中，光电探测器将 ３．１．３ 线宽测量 光信号转换成电信号，使用示波器及动态信号分 析仪测量干涉信号。测量相位噪声时，从动态信 号分析仪上读取噪声值，通过换算获得频率噪声 或相位噪声。 线宽测量采用延时自外差零拍法。激光信号 经过光隔离器和光衰减器后输人到由２×２的 ３ ｄＢ光纤耦合器、４２ ｋｍ延时光纤和两个反射镜 组成的迈克尔逊光纤干涉仪，通过干涉仪形成的 干涉信号输入到光电探测器中。干涉信号经光电 探测器后，接入频谱仪读取频谱密度分布。从测 得的谱密度分布曲线，可以得到激光线宽的信息。 不同延时光纤长度的测量结果如图５所示，其中 ｒ为光纤延迟时间，ｒ 为被测激光的相干长度。可 见，当延时光纤长度与被测激光器的相干长度接 近时（ｒ与ｒ 接近），功率谱密度显著提升，线宽测 量的精度较高，由此认为此延时光纤可以用来测 量相应的激光线宽。根据计算可知，使用４２ ｋｍ 长光纤可以测量的Ｌｏｒｅｎｔｚｉａｎ型线宽达到５ ｋＨｚ 图２相位噪声测试系统 Ｆｉｇ．２ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅ 以下。如需要测量线宽更窄的激光器，则需要用 更长的延时光纤。 电源卜＿＿— 激光器 —＿．１光隔离器 图４线宽测试系统 Ｆｉｇ．４ Ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ 第５期 陈月娥，等：超低噪声单频可调谐光纤激光器 一－１２０ ∞ —１４０ Ｚ 磊 ｌＩ。 － ■ｉ —Ｉｌ ， 。 －ｌ６Ｏ Ｊ… ’ １ｌ－，’．一 ～＾一Ｉ一 －Ｉ －１８０ ｌ０ １００ １ ０００ １０ ０００ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｋＨｚ 图７激光器的相对强度噪声 Ｆｉｇ．７ Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｎｏｉｓｅ ｏｆ ｌａｓｅｒ 图５不同ｒ／ｒ 时的功率谱 Ｆｉｇ．５ Ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｅ ｓｐｅｃｔｒａ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｆｔ 整个测试频率范围内（直到１Ｏ ＭＨｚ），ＲＩＮ均小于 一１４０ ｄＢｃ／Ｈｚ，在１ ＭＨｚ以后ＲＩＮ＜一１５５ ｄＢｃ／ ３．２测试结果 Ｈｚ。加人放大器后，ＲＩＮ会有一定的恶化（４～５ 基于前文所述的测试方法，本文对激光器的相 ｄＢ），因为ＲＩＮ反映的是激光器输出功率的稳定 位噪声、相对强度噪声以及线宽进行了测量。 性。以上这些指标说明，ＴＳＦＦＬ可以满足绝大多 数精密测量对激光器功率稳定性的要求。 山 ．０ ７０ 毫 、＼ 一！ ＼ｌ ｒ＼ 车 ．８０ Ｉ Ｊ ｒ皇 ｒ１－Ｉ 霸ＩＩ Ｉ ∞ ． 呈 墨－９０ ＼ ０ 甓 基 、－ 羔 ‘一 、～ ・ｌ００ ～ 、 一 ．图６激光器的相位噪声 １１０ ０ ２０ ４０ ６０ ８０ １００ Ｆｉｇ．６ Ｐｈａｓｅ ｎｏｉｓｅ ｏｆ ＴＳＦＦＬ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｋＨｚ 图８激光器线宽的测量曲线 如图６所示，激光器的相位噪声随频率的增长 Ｆｉｇ．８ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ 呈下降的趋势。因此，低频段的相位噪声就成为衡 量一个激光器性能好坏的重要指标。从图６可以 图８给出了一个典型的激光器线宽测量结果。 看到，在１ ＭＨｚ以上频段激光器的相位噪声小于 从曲线下降３ ｄＢ点可读出频率为４ ｋＨｚ，再从曲 １ ｕｒａｄ／Ｈｚ寺・ｍ ＯＰＤ；在１００ ｋＨｚ～１ ＭＨｚ，相位 线下降２０ ｄＢ处，可读出频率为４２ ｋＨｚ。由此估 计，激光器的线宽近似为４ ｋＨｚ。 噪声接近１／ｌｒａｄ／Ｈｚ＋・ｍ ０ＰＤ，而在１００ ｋＨｚ以 相位噪声或频率噪声反映的是激光器频率（波 内，特别是在１ Ｈｚ附近相位噪声小于５￣ｒａｄ／Ｈｚ＃ 长）的稳定性。尽管图２中的光纤干涉仪经过了隔 ・ｍ ＯＰＤ。与目前国际上流行的商用单频激光器 振和隔热处理，但仍难对超低频（＜１ Ｈｚ）的频率 相比，ＴＳＦＦＬ的相位噪声在低频段具有绝对的 噪声或频率稳定性进行测量。因此，本文采用拍频 优势。 直接测量激光器的频率波动。测量激光器频率漂 种子光源的ＲＩＮ的测试结果如图７所示。在 移１ ｈ后，其测量结果如图９所示。与国际上流行 ｌ１１４ 光学精密工程 第２１卷 的商用激光器比较可以看到，ＴＳＦＦＬ在１ ｈ内的 其是在车载、船载和机载情况下的使用。 频漂小于１．５ ＭＨｚ，而作为对比的激光器的频漂 的频率（波长）稳定性。 ｏ ２ 皇矗跨一 ＥＪｏＪｆｑ 置∞口／＾ ∞Ｉｌ０董Ｈ ＴＳＦＦＬ的综合性能指标如表１所示。通过选 大约是ＴＳＦＦＬ的９倍。因而，ＴＳＦＦＬ展现了极好 择不同类型的种子光源谐振腔，激光器的线宽可以 控制在１～４００ ｋＨｚ，而光纤激光器的输出功率则 由保偏掺铒光纤放大器来调节，最大为１ ｗ。光纤 放大器的使用，使得激光器最后输出的强度噪声要 高于直接从种子光源谐振腔输出光的噪声。对于 三能级的掺铒光纤放大器，其输出光的强度噪声理 论上至少要比输入光恶化３ ｄＢ，而实际上通常要 恶化４～５ ｄＢ；但即使如此，ＴＳＦＦＬ仍可保证功率 稳定性优于１ ，相对强度噪声优于一１３０ ｄＢｃ／Ｈｚ， 而且这些指标均可在０～５Ｏ℃环境下得到保证。 表１激光器性能参数表 图９激光器的频率漂移 Ｆｉｇ．９ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｌａｓｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｔａｂ．１ ＳｐｅｃＩｆｉｃａｔｉＯｎｓ ｏｆ ＴＳＦＦＬ 参数 性能 １～４００ ２～１ ０ＯＯ 线宽Ａｆ／ｋＨｚ 打开激光器电源，将激光器波长锁定在对应的 ＩＴＵ通道，波长控制误差不超过±１．０ ｐｍ，波长调 谐范围最大为３ ｎｍ。图１０为ＴＳＦＦＬ的典型输出 功率Ｐ叭ｎ／ｍＷ 功率稳定性（ＡＰ／Ｐ ）／ 波长稳定性Ａａ／ｐｍ 中心波长调谐范围 ／ｎｍ ≤１ ±１ ０～３ 光谱图，由图可见其信噪比优于６０ ｄＢ。 相位噪声ＰｈＮ／（／￣ｒａｄ・ ＜１０＠１ Ｈｚ～ １００ ｋＨｚ Ｈｚ一号．ｍ一 ）ＯＰＤ 相对强度噪声ＲＩＮ／ｄＢｃ・Ｈｚ Ｌ 功耗ＰＣ／Ｗ 咆３１一 ＜ 被Ｏ一 一２ （ ～１ 一 １５４８ ０ １５４８ ５ １５４９．０ １５４９ ５ １５５０．０ １５５０．５ １５５ｌ ０ １５５１．５ １５５２．０ 中心频率快速调制ＦＦＭ／Ｈｚ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ 图１０典型的激光器输出光谱 Ｆｉｇ．１０ Ｔｙｐｉｃａｌ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ＴＳＦＦＬ 工作温度ｔ／￣ｃ ｗ工作电压Ｐ ／Ｖ 除了噪声特性，激光器的抗振动性能也是一个 重要的指标。这是因为外界环境所引起的机械振 动会造成激光器的频率变化，进而形成频率噪声。 除非是在实验室条件下有很好的隔振、恒温措施， ４ 结 论 多数实际使用的低噪声激光器都对振动环境有要 求。测试结果显示，ＴＳＦＦＬ的抗振动能力已达到 本文介绍了自主研发的中心波长在１ ５５０ ｎｍ ０．１ｇ，而国际市场上的绝大多数商业低噪声单频 的低噪声单频可调谐高抗振保偏光纤激光器（ＴＳ—激光器产品目前都未能达到这一指标。这为低噪 ＦＦＬ）。在１ Ｈｚ～１０ ＭＨｚ频率下，该激光器相位 ｎ ＯＰＤ，抗振能力达到 声激光器在野外恶劣条件下的使用提供了可能，尤 噪声均低于１０ ｒａｄ／Ｈｚ吉・Ｉ第５期 陈月娥，等：超低噪声单频可调谐光纤激光器 １１１５ ０．１ｇ（ｇ为重力加速度），波长调谐范围最大为３ 器特别适合于石油勘探、安防、管道监控、激光雷达 ｎｍ，保偏光纤的最大输出功率为１ Ｗ。此类激光 和相干光通信等领域的应用。 Ｎ，ｅｔ ａ１．．Ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ ｉｎ ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｓｅｎｓｏｒｓ 参考文献： Ｅｌｉ ＦＥＩ Ｙ Ｇ，ＱＩＮＧ Ｙ，ＺＨＥＮＧ Ｑ Ｐ．ｉ００ ｍＷ ｌｉｎｅａｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ＦＭＣＷ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９４，１１１（６）：４３８—４４４． ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｎｇｌｅ—。ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｌｌ— ｆｉｂｅｒ ｓｅｅｄ ｌａｓｅｒ ｆｏｒ ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｌｉｄａｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍ— ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１２，２８５（２）：１４９—１５２． ［２］ ＳＵＮ Ｇ Ｙ。Ｍ０ＯＭ Ｄ Ｓ，ＣＨＵＮＧ Ｙ Ｊ．Ｈｉｇｈ ｂｉｒｅ— ｆｒｉｎｇｅｎｃｅ ｆｉｂｅｒ ｒｉｎｇ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｗｉｔｈ ａｎ ｉｎｌｉｎｅ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ｆｏｒ ｓｉｎｇｌｅ＿ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ ＦＪ］．Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｒｎ— ｎｒｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００７，２８０（１）：１５７—１６Ｏ． ［３］ ＨＥＮＡＵＬＴＡ Ｊ Ｍ，ＱＵＩＥＲＴＡＮＴＢ Ｍ，ＤＥＬＥＰＩ— ＮＥ－ＬＥＳ０ＩＬＬＥＣ Ｓ．Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｓｔｒａｉｎ ｍｅａｓｕｒｅ— ｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｒａｃｋ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ＲＣ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｔｒｕｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｅ Ｊ］． Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１ ２，３７ （１）：９１６－９２３． ［４］ ＥＧ０Ｒ０Ｖ Ｓ Ａ，ＬＩＫＨＡＣＨＩＥＶ Ｉ Ｇ，ＭＡＭＡＥＶ Ａ 作者简介： 陈月娥（１９７８一），女，辽宁本溪人，博士 后，副教授，２００４年于辽宁师范大学获 得硕士学位，２００９年于燕山大学获得 博士学位，现为浙江宁波杭州湾新区博 士后，主要从事激光器的研发。Ｅ— ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙｕｅｅｒ２ＯＯ１＠ｙａｈｏｏ．ＣＯＮ．ｃｎ ｒ５］ ＢＲＥＧＬ１０Ａ Ｇ，ＩＲＡＣＥＡ Ａ，ＣＵＳＡＮ０Ｂ Ａ，ｅｔ 口Ｚ．． Ｃｈｉｒｐｅｄ—ｐｕ１ｓｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ （Ｃ— ＰＦＭ）ｆｏｒ ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒｓ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，１２（１）：７１～ ８６． －１６］ ＲＡＶＩＳＨＡＮＫＡＲＡ ｓ Ｒ。ＪＯＮＥＳＢ Ｂ Ｅ．Ｌａｓｅｒ ｇｅｎ— ｃｒａｔｅｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｗａｔｅｒ ＥＪ］．ＮＤＴ＆Ｅ ｒ ｎｆ ０ 口Ｚ，２００７，４０（８）：６０２－６０８． ＥＴ］梅禹珊，付秀华，杨永亮，等．光纤激光器光学膜设 计与制备ＦＪ］．中国光学，２０１１，４（３）：２９９—３０４． ＭＥＩ Ｙ ＳＨ，ＦＵ Ｘ Ｈ，ＹＡＮＧ Ｙ Ｌ，ｅｔａ１．．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｌｍｓ ｆｏｒ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ Ｉ－Ｊ－］． Ｃｈｉｎｅｓｅ ０’ｐｔｉｃｓ，．２０１１，４（３）：２９９－３０４．（ｉｎ Ｃｈｉ－ ｎｅｓｅ） ＿ 王士主ｙｗ 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