窄线宽光纤激光器以自主研制的分布反馈光纤激光器(DFB-FL)为基础,激光输出稳定单一纵模,线宽小于3k Hz,输出功率大于10 mW,产品具有线宽窄、相位噪声低、功率稳定性好等特点,性能指标达到或超过国外同类产品水平,适用于分布式传感、干涉传感、相干通信、激光等领域。
光栅多面镜滤波器选频机制为:只有垂直于多面镜前镜面的某个波长的光才可以沿原光路返回,通过旋转多面转镜,可以实现不同波长的选择。多面转镜的面数越多,对应的扫频速度越快。望远镜系统布局可用于调节光栅色散角度范围与扫描角度范围匹配,进而实现了单向、高速、线性的波长扫描。
为了进一步拓展滤波器的调谐范围,扫频光纤激光器的扫频范围,提高输出光功率,简化扫频光纤激光器的结构,2008年,一种基于非望远镜型光栅多面镜的扫频光源被研制出来。该光栅多面镜可调谐滤波器采用了非望远镜型利特罗布局,如图2所示,结构紧凑、易于调节,而且能确保两倍于单望远镜系统型滤波器的自由光谱范围。
目前扫频光纤激光器的研究可分为两类:一类是基于色散时延的扫频光纤激光器,另一类是较为普遍的基于光学滤波器的扫频光纤激光器。相对于前者,后者的输出波长较为稳定,应用更为广泛。
扫频光纤激光器的性能参数主要包括中心波长、扫频速度、扫频范围、瞬时线宽和输出功率等,不同的性能参数可以应用在不同领域。
在光纤传感系统中,为了获得传感信号,对光谱信息进行解调,从而分析出光谱各波长携带的物理信息。利用扫频光纤激光器波长随时间变化的特点,输出激光在扫频机制的作用下,以特定的扫描步长在光谱上进行信息采集。信息采集的精度决定于扫频光纤激光器的扫频范围,而解调的速度则取决于扫频速度。
扫频光源的输出功率决定了扫频OCT系统的成像灵敏度,输出功率越高,成像灵敏度越好。
2009年,一种基于光栅多面镜的高功率扫频光纤激光器被研究出来,这是目前输出功率的扫频光纤激光器。采用非望远镜型利特罗结构多面镜滤波器作为波长调谐元件,并且增加了一个端部反射镜。将光栅中的衍射光耦合到激光腔中,从而减小了线宽。结合傅里叶域锁模技术,在激光腔中合并两个串行半导体光放大器来实现高输出功率。
基于光栅多面镜调谐滤波器的扫频光纤激光器能够实现快速、单向、线性的扫描,并且结构简单,易于调节。由表1可知,该类激光器的扫频速度和扫频范围虽然还不够大,但是输出光功率相对较高,可达131 mW。扫频光源输出功率越高,扫频源OCT系统成像的灵敏度越高,这对于实现高灵敏度OCT成像具有重要意义。
扫描频率 KHz 100
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