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石岩步进可调激光光源使用方法

来源: 发布时间:2023-03-07

现在,用于临床的激光器大多是氩离子激光器、二氧化碳激光器和YAG激光器,但通常它们光束质量不高,具有非常大的体积,需要庞大的水冷系统,并且安装和维护非常麻烦,而这些恰恰是光纤激光器可以弥补的。因为水分子在2μm有一个吸收峰,将2μm光纤激光器用作外科手术工具可以实现快速止血,减少手术对人体组织的破坏。超快光纤激光器是目前活跃的研究领域之一,其在医疗领域也有十分重要的应用。目前,生物医学**已将它作为超精密外科手术刀,用于手术,既能减少组织损伤又不会留下手术后遗症,甚至可对单个细胞动精密手术或者用于基因疗法。人们也在研究如何将飞秒激光用于牙科。另外,利用其超短脉冲,医学研究者们也研究其在医学成像方面的应用。随着各种研究的深入,用于医疗的光纤激光器需求也必将迅速增加。外调制指的是激光器外部进行的机械调制或者声光调制。石岩步进可调激光光源使用方法

全光纤激光器需要使用双包层有源光纤、双包层光敏光纤、能量传输光纤等多种特种光纤,随着输出功率的不断提高,对特种光纤的技术要求也越来越高,因此,特种光纤的发展将在光纤激光器的发展中扮演重要角色。以光子晶体光纤为体现的新一代特种光纤会在光纤激光器的发展中逐步得到应用。特种光纤的发展,将使有源光纤的增益更高、承受的功率密度更大、对泵浦光的吸收更有效;将使光栅的制作更容易、光栅的稳定性更好、使光栅在光纤激光器中的用途更大;将使能量传输光纤能够传输更高的功率,能够将高功率激光传送更远的距离,能够传输的波长范围不断拓展;将使泵浦耦合更加容易实现,能承受的泵浦功率更高,损耗更小等等。细波分复用激光光源联系人不同的xWDM技术各有优缺点。

窄线宽激光波长调谐技术亦可通过飞秒激光的选模机制获得。飞秒激光的形成是由于许多的激光纵模之间的相位锁定。但是对于其中的某一纵模而言,它本身的线宽远远小于自由运行的激光纵模,可以小到MHz量级。因此如果能在飞秒频率梳中选出其中的单一纵模,便可获得极窄线宽激光输出,而且飞秒激光的宽光谱还可以为激光波长调谐提供很宽的自由度。基于这一思想利用受激布里渊散射的偏振诱导的窄带宽效应成功从重复频率为100MHz,20dB光谱宽度为90nm的光纤锁模激光器中选出了单一纵模,将腔内泵浦激光器的波长偏移作为粗调环节,利用腔外的载波抑制单边带调制器作为精调环节,在整个飞秒频率梳范围内实现了波长的精密调谐,而且实现的激光输出线宽小于100Hz。Wang等人利用半导体非线性光放大器中的反向四波混频效应实现了激光的单模运转,并将此放大器与光纤激光腔相结合,通过可调谐滤波器成功输出线宽低于10.1kHz的窄线宽激光,实现了48nm范围的波长调谐,随着更多种类的特种掺杂光纤以及更宽带的光纤器件的出现,如掺铥光纤、掺镱光纤等,可调光纤激光器的调谐范围可以得到极大拓宽,已经不局限于C波段,而且以上所阐述的波长调控以及线宽压缩机制,在其它波段依然适用。

实现激光器单波长扫频本质上是对激光腔内器件的物理性能(通常是运行带宽的中心波长)的调控,从而实现对腔内的震荡纵模进行控制和选择,以达到对输出波长进行调谐的目的。基于此原理,早在上世纪80年代,可调谐光纤激光器的实现主要通过将激光器的一个反射端面换成反射式衍射光栅,通过衍射光栅的手动旋转调谐实现激光腔模式的选择。1990年,Lwatsuki等人在自由运行的光纤环形激光腔中加入光纤窄带宽滤波器件,真正意义上实现了单波长输出的掺铒光纤激光器。在此基础上,Madea等人利用液晶的法珀标准具作为激光模式选择的滤波器,用电调的方式改变液晶滤波器的运行带宽,实现了输出激光在1523nm~1568nm范围的波长调谐,而且输出激光的线宽小于100kHz。激光的颜色很纯,其单色性比普通光源的光高10倍以上。

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光纤可用于将光源从远程传输至探测器,以获取压力、温度或光谱信息。石岩步进可调激光光源使用方法

光纤激光器取得突破时,很多从事光通信光纤器件研制生产的企业转向到能量型的专门用于光纤激光器的器件的研制和生产。而在国内,虽然有很多从事光通信光纤器件研发的企业,但直到现在,专门生产光纤激光器用器件的公司仍非常少,而且面向的市场也大多是国外。正是这种基础上的空白导致我国光纤激光产业的滞后。所以,大力发展专门用于光纤激光器的光纤器件是我国光纤激光产业化的必由之路。而发展高功率光纤器件是其中的重中之重,光纤激光器重要的一个发展方向是往高功率发展,而且用于制造高功率光纤激光器的器件必须能承受高功率,普通的用于光通信的器件是无法做到的。另外,保偏器件也是其中重点的器件之一,对于锁模光纤激光器,由于机械振动引起的激光在谐振腔内偏振态的起伏,以及偏振模色散会导致脉冲振幅的抖动和光波长的漂移。消除这种影响的有效方法是采用全保偏光纤谐振腔,即使用保偏掺铒光纤和保偏单模光纤、偏振无关隔离器、保偏耦合器和偏振控制器,这些器件的使用可以有效地提高输出锁模脉冲的稳定性。石岩步进可调激光光源使用方法

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