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光机电信息 2005年第7期22卷 7-10页

作者：葛强光库通讯(珠海)有限公司

光纤传感一般指布喇格光栅+ASE宽带光源结构的光时域反射机制,尽管这种解决方案在解调方面大多依赖国外产品,但还是得到了相对广泛的应用,尤其是在桥梁、建筑物、马路和油罐等领域,一般可以满足中低端的民用需求。窄线宽单频光纤激光器... 详细信息

光纤传感一般指布喇格光栅+ASE宽带光源结构的光时域反射机制,尽管这种解决方案在解调方面大多依赖国外产品,但还是得到了相对广泛的应用,尤其是在桥梁、建筑物、马路和油罐等领域,一般可以满足中低端的民用需求。窄线宽单频光纤激光器的出现为人们打开了光纤传感的另一扇门,而且其应用价值和社会意义更为重大!不同于普通光纤传感应用,该解决方案是专门针对超远距离、超高精度和超高敏感度市场应用,例如石油勘探、军事国防、管道监控、激光雷达和海底通信等,是光纤传感技术发展之最新成就。本文所介绍的光纤传感技术起源于激光雷达的FM C W原理,采用相干探测进行检测,利用光纤本身进行直接传感,完全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。

关键词：光纤激光器窄线宽激光器相干探测单频

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不负嘱托 003

不负嘱托

通信产业报

作者：胡媛

把科技创新作为最紧迫的“头号任务”,不断强化关键核心技术攻关和原创技术策源,聚力成为国家战略科技力量。 2023年4月26日,时值习近平总书记视察中国信科集团五周年之际,中国信科在湖北武汉举办“贯彻落实习近平总书记视察中国信科... 详细信息

把科技创新作为最紧迫的“头号任务”,不断强化关键核心技术攻关和原创技术策源,聚力成为国家战略科技力量。 2023年4月26日,时值习近平总书记视察中国信科集团五周年之际,中国信科在湖北武汉举办“贯彻落实习近平总书记视察中国信科集团重要指示五周年科技创新大会”,总结中?

关键词：科技成果光芯片车联网空间光通信原创技术习近平总书记邬贺铨低功耗自主可控域控制器光传输技术攻关科技力量相干光窄线宽激光器余少华

来源： cnki报纸评论

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离子光频标中激光溅射与激光稳频技术的研究

离子光频标中激光溅射与激光稳频技术的研究

作者：汪绍茂中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)

学位级别：硕士

近年来,随着导航、通信、互联网等领域对高精度原钟的需求越来越急切。铝离子量子逻辑光钟是光频标的研究热点之一。我们实验室选择钙离子协同冷却的铝离子作为光频标的参考物理体系,开展了一系列离子光频标的关键技术研究工作。本文总... 详细信息

近年来,随着导航、通信、互联网等领域对高精度原钟的需求越来越急切。铝离子量子逻辑光钟是光频标的研究热点之一。我们实验室选择钙离子协同冷却的铝离子作为光频标的参考物理体系,开展了一系列离子光频标的关键技术研究工作。本文总结了我硕士期间的工作,主要内容分为如下几个方面:1.搭建了一套使用激光溅射技术产生离子的实验装置。使用这一套系统实现了钙离子稳定的载入、冷却及探测。在优化激光溅射实验装置的溅射激光能量、射频功率等参数后,单次制备钙离子的时间由使用原子炉时10-20分钟缩短到小于10秒。2.研制了用于窄线宽激光器系统的双向温度控制F-P参考腔装置。并使用飞秒光梳测量了参考腔的零膨胀系数温度点,在该温度点处的控温精度达到±5 mK/天。在通过PDH稳频技术锁定后,其平均线性频率漂移在100 mHz/s以内。该装置已成功用于钙离子的边带冷却实验。

关键词：离子囚禁激光溅射飞秒光梳窄线宽激光器

国产25/400μm掺镱双包层光纤实现2.2 kW窄线宽单模激光输出

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光学学报 2019年第6期39卷 415-418页

作者：李学文于春雷胡丽丽沈辉全昭李秋瑞楼风光王孟张磊漆云凤何兵周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室上海201800

基于自主研制的均匀掺杂低热光系数25/400μm掺镱双包层光纤,开展了全光纤高功率窄线宽光纤激光放大实验。激光系统实现了中心波长为1060.3 nm、线宽为25 GHz、最高功率为2.2 kW的单模激光输出,其斜率效率达78%,光束质量因子M^2≈1.2,... 详细信息

基于自主研制的均匀掺杂低热光系数25/400μm掺镱双包层光纤,开展了全光纤高功率窄线宽光纤激光放大实验。激光系统实现了中心波长为1060.3 nm、线宽为25 GHz、最高功率为2.2 kW的单模激光输出,其斜率效率达78%,光束质量因子M^2≈1.2,其功率是目前报道的基于国产25/400μm掺镱双包层光纤窄线宽放大器单模激光输出的最高功率。

关键词：光纤激光增益光纤热光系数单模窄线宽激光器

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1550nm高功率窄线宽光源的研究

1550nm高功率窄线宽光源的研究

作者：徐量武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

随着激光器的大规模应用和发展,特别是通信,工业等领域对激光器的需求呈现越来越来越多样化的趋势。其中对高功率窄线宽激光器的需求越来越明显,如在光纤传感、光纤探测、光谱分析、军事国防、管道监控、激光雷达等领域都需要大量的高... 详细信息

随着激光器的大规模应用和发展,特别是通信,工业等领域对激光器的需求呈现越来越来越多样化的趋势。其中对高功率窄线宽激光器的需求越来越明显,如在光纤传感、光纤探测、光谱分析、军事国防、管道监控、激光雷达等领域都需要大量的高功率窄线宽光源。同时1550nm波段由于处于最佳的通信窗口以及人眼安全的波长范围,所以1550nm高功率窄线宽光源已经成为研究和应用的热点。本文详细阐述了线宽理论和线宽的测量方法及原理,并基于零差法/外差法设计了一套窄线宽测量装置。从非线性效应,线宽展宽,噪声引入等方面研究了高功率放大器对窄线宽激光放大的影响。从而证明了通过高功率放大器对窄线宽种子光源进行方法获得满足要求的高功率窄线宽光源的方案是可行的。在基于人眼安全激光雷达的需求上,设计了一款保偏高功率放大器,并以半导体窄线宽激光器作为种子光源进行放大,得到了输出波长1550nm,最高输出功率33 dB,偏振消光比大于35dB,输出线宽为13kHz的高功率窄线宽激光,满足了人眼安全激光雷达的应用要求。

关键词：窄线宽激光器高功率放大器激光雷达

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高精度光学锁相系统设计

高精度光学锁相系统设计

作者：陈扬哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

空间引力波探测对于大质量天体及极早期宇宙的研究具有重要意义。在空间引力波探测器中由于星间激光干涉仪干涉臂长达十万公里量级,无法通过直接反射的形式完成激光干涉测量,故在空间引力波探测器中设置光学锁相环作为激光中继环节。在... 详细信息

空间引力波探测对于大质量天体及极早期宇宙的研究具有重要意义。在空间引力波探测器中由于星间激光干涉仪干涉臂长达十万公里量级,无法通过直接反射的形式完成激光干涉测量,故在空间引力波探测器中设置光学锁相环作为激光中继环节。在空间引力波探测器中,光学锁相环发挥对弱光进行功率放大及相位跟踪的作用。本课题旨在完成光学锁相环技术的预研工作,研究光学锁相的基本原理及关键技术,搭建光学锁相环系统,为空间引力波探测等项目提供理论基础。本文主要完成以下工作内容:针对高精度光学锁相需求,研究光学锁相的基本理论。确定小信号模型的分析方法,根据光学锁相环的基本结构,分析光学锁相环路的关键指标,环路滤波器对光学锁相环路的作用以及本系统所采用的鉴频鉴相器的原理。结合光学锁相的基本理论,完成光学锁相环系统结构的设计。为取得宽鉴频范围以及避免“假锁定”问题,以数字式鉴频鉴相器作为鉴相器;为取得高精度锁相结果,选择超窄线宽激光器为本振光源,依据其PZT调制工作特性,设计由PZT调制端口和EOPM的构成的双环路光学锁相控制结构。对所设计的光学锁相环系统进行数学建模。建立所设计的光学锁相环路的线性小信号工作模型,并对锁相环路中每个器件的传递函数模型进行分析,结合本文所用器件参数,以及系统环路带宽和系统型别的要求,设计各锁相环路的传递函数及电路。完成系统的搭建及实验测试。对本文所设计各模块的功能与参数进行测试,采用同源激光器分光进行锁相测试的方法,比较不同线宽激光器对锁相结果的影响。对由PZT和EOPM组成的复合锁相系统进行整体测试,单PZT锁相环路锁相后的残余相位噪声功率谱密度为4.5×10 rad/Hz@0.1Hz～100Hz,PZT和EOPM复合锁相环路锁相后取得的残余相位噪声功率谱密度为1.4×10 rad/Hz@0.1Hz～100Hz。

关键词：光学锁相环路鉴频鉴相器窄线宽激光器复合控制系统

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连续保偏掺镱光纤放大器的理论与实验研究

连续保偏掺镱光纤放大器的理论与实验研究

作者：纪然然华中科技大学

学位级别：硕士

华中科技大学物理学院引力中心正在开展用于星间激光测距的高功率窄线宽激光器研究,该项目对卫星重力测量以及空间引力波探测有着重要的意义。对于这种长距离的星间高精度位移测量实验而言,必须考虑到激光传输过程中的损耗问题,因此需... 详细信息

华中科技大学物理学院引力中心正在开展用于星间激光测距的高功率窄线宽激光器研究,该项目对卫星重力测量以及空间引力波探测有着重要的意义。对于这种长距离的星间高精度位移测量实验而言,必须考虑到激光传输过程中的损耗问题,因此需要采用高功率的激光源。目前常用的高功率窄线宽星载激光器主要采用主振荡二级放大结构(Master Oscillator Power Amplifier(MOPA)),针对基于1064 nm波段的星间激光测距,我们计划选用的MOPA结构激光系统主要包含作为种子激光的窄线宽固体激光器和掺Yb光纤放大器。固体激光器用于产生低噪声、光束质量优良的窄线宽种子信号光,而掺Yb光纤放大器主要作用是对固体激光器出射的信号光进行两级放大,该结构激光器的顺利研制能够为空间精密光学测量提供重要的技术支持。本论文的工作目的是研制用于1064 nm波段的高功率全光纤掺Yb放大器,主要从理论和实验两个方面研究其特性。论文结构主要包括:高功率掺Yb光纤放大器发展背景的回顾,双包层掺Yb光纤放大器理论基础的详细阐述,光纤放大器放大特性的数值仿真分析,设计并在实验中搭建了一套完整的保偏光纤放大器光路,并对其进行了测试。文章中介绍了用于掺杂光纤放大器的数值仿真理论,采用MATLAB软件程序对掺Yb光纤放大器进行了模拟仿真与设计。考虑到光纤中放大的自发辐射(amplified spontaneous emission(ASE))噪声的影响,我们把光纤放大光路的设计分为两级放大:一级放大和二级放大,并且在一级放大的后端加上一个窄带宽的光纤滤波器,目的是抑制ASE造成的放大后信噪比下降的问题。基于仿真设计结果,我们搭建了一套全光纤的1064 nm掺Yb放大系统。当光纤中功率过高时可能会出现受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering(SBS)),返回的斯托克斯光会影响整体光路稳定性。因此,我们从理论上进行了计算,并在实验中进行了测试。实验结果显示,放大光路中存在布里渊散射的现象,但是并未观测到明显的SBS现象,符合理论计算预期。之后我们又搭建了一套温度控制系统,对增益光纤进行温度控制,抑制光纤热效应对光纤放大的影响。

关键词：掺Yb3+光纤放大器窄线宽激光器激光测距受激布里渊散射

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外调制器一体化和自动偏置控制算法的研究

外调制器一体化和自动偏置控制算法的研究

作者：郝艳飞北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来随着光通信技术的逐渐发展,光通信系统对通信质量和速率的要求不断提高,相较于直接调制,适用于高速通信的外调制逐渐得到了人们的普遍重视。在外调制系统中,应用最广泛的是采用铌酸锂(LiNbO3)晶体制成的马赫-曾德尔调制器(MZM), ... 详细信息

近年来随着光通信技术的逐渐发展,光通信系统对通信质量和速率的要求不断提高,相较于直接调制,适用于高速通信的外调制逐渐得到了人们的普遍重视。在外调制系统中,应用最广泛的是采用铌酸锂(LiNbO3)晶体制成的马赫-曾德尔调制器(MZM), MZM虽然有良好的电光性能,但是铌酸锂材料本身随温度等外界因素的影响会导致器件性能的不稳定,使器件的偏置工作点发生漂移,调制器偏置点的漂移会导致信号误码率增加,直接影响通信质量。因此,研究MZM的自动偏置控制算法具有重要的实际意义。调制器与激光器是光通信系统与研究自动偏置控制算法的必要环节,传统研究平台由于集成化低,稳定性差等特点造成研究成果的不准确。因此高集成化的一体化平台成为算法研究的基础,并具有很高的实用与工业价值。本文围绕MZM、QPSK调制器自动偏置控制算法的研究与光源一体化样机.QPSK光调制一体化样机的设计取得的成果与创新点如下： 1、系统研究了MZM、QPSK调制原理与传输特性,提出并实现基于LabVIEW软件无微扰信号的自动偏置稳定算法,这也是本文的创新点之一。并经过验证,得出算法具有良好偏置稳定效果,大大降低电路复杂度,是一种不限调制码型的自动偏置稳定算法。 2、设计实现窄线宽激光器一体化样机,采用LabVIEW设计的上位机软件实现仪器控制,利用LabVIEW也是本文的创新点之一。 3、提出外调制器一体化解决方案。利用LabVIEW.数据采集设备、C语言等工具设计完成QPSK光调制器一体化样机。在样机设计上实现自动偏置控制算法,采用LabVIEW完成样机上位机控制软件。 4、利用自主设计的窄线宽激光器一体化样机、QPSK光调制器一体化样机搭建光通信系统测试平台,在测试两台样机功能的同时,验证了一体化系统在10Gbit/s、20Gbit/s的高速调制信号下的有效性,并具有很高的实用价值。

关键词：马赫-曾德尔调制器(MZM) 偏置稳定算法 QPSK 光调制一体化窄线宽激光器 LabVIEW

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基于短光纤循环自外差法的激光线宽测量

光学学报 2021年第7期41卷 81-86页

作者：高静焦东东刘杰邓雪臧琦张翔王丹张晓斐刘涛中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室陕西西安710600 中国科学院大学北京100049

提出了一种基于短光纤循环延迟自外差技术测量亚千赫兹激光器线宽的方法。采用延迟长度仅为2 km的循环延迟自外差干涉仪,实现了一系列不同延迟时间拍频信号的同时测量。通过仿真拟合了多组高阶拍频信号的功率谱,获得激光器的平均线宽为9... 详细信息

提出了一种基于短光纤循环延迟自外差技术测量亚千赫兹激光器线宽的方法。采用延迟长度仅为2 km的循环延迟自外差干涉仪,实现了一系列不同延迟时间拍频信号的同时测量。通过仿真拟合了多组高阶拍频信号的功率谱,获得激光器的平均线宽为944 Hz,该结果与传统拍频法测得的激光线宽基本一致。所提方法不仅可以避免单次测量误差,而且能有效减小1/f频率噪声引起的频谱加宽,可精密测量窄线宽激光器的线宽。

关键词：测量窄线宽激光器线宽测量循环延迟自外差法短延迟光纤拍频信号