1550 nm全光纤单频脉冲光纤激光器
1550nm光纤传输技术基础
•控制环路 —保证预失真电路长期的CSO和CTB性能。
•集成光放大器（掺铒光纤放大器；EDFA），现在基本不采用了！
光发射机结构（二）
1550nm DFB 激光器(Laser) Mach-Zehnder 调制器(Modulator) 相位调制器偏置(Phase Modulator Bias) 预失真的RF输入(Predistorted RF Input) 预失真电路(Predistortion Circuitry) CATV 输入(Input)
导频CCA(PilotCCA) 导频信号(Pilot Tone) 对数放大CCA(Logamp CCA) 微处理器(Microprocessor) 供电电源(Power Supply) 数字电视(Digital TV)
单泵浦光放大器结构
输入分支(Input Tap)
输出分支(Output Tap)
功率监视 #1(Power Monitor #1)
总前端
1550nm 1550nm
光放大器
分前端 光放大器
1550nm 分前端
光放大器
1550nm
1310nm 1310nm
光节点
1550环网和1310分配
光节点 光节点
1550链路设计（一）
16 dBm
FOT－20L
EDFA 16 dBm
RX
FOT－20L
19 dBm EDFA
16 dBm
光发射机SBS ＝16.5 dBm
1550技术应用（五）
分前端
1550nm
光节点
1550光发射机 和光放大器
总前端
1550nm 1550nm
20 mW 1550nm CW 热可调 DFB 激光器
20 mW 1550nm CW 热可调DFB 激光器（带集成波长监视器，用于25GHz 间隔）应用：远程或Metropolitan DWDM 传输系统描述：FOL15TCWB-T系列采用的是工业标准的14针蝶形封装，内含光隔离器、热电制冷器、功率探测器、波长探测器。
采用一个可靠的热控制器使该系列模块能实现宽达3.2nm的波长调节。
在多年的1480nm EDFA超高能泵谱激光器的领导地位的基础上，我们正提供一种很好的热电制冷器技术。
本系列产品和FOL15DCW系列的单波DFB激光器具有同样好的性能。
FOL15TCWB-T系列产品的YAG焊接技术已经通过了电信权威部门的认证。
无环氧胶和其他粘合剂利用波长监视器功能和反馈电路，波长能精确锁定在某个特定的ITU波长内。
FITEL能在反馈电路方面提供有用信息特点：8个相邻的50GHz间距的通道(提供16ch 和25GHz的间距)根据ITU-T格(见表一)选择波长，提供C和L波段集成用于波长锁定的波长监视器工业标准的14针蝶型封装形式保偏尾纤YAG 焊接技术，无环氧胶低驱动电流高能操作全调节范围内窄线宽全调节范围内的高边模式抑制比独立的TEC构造能分别控制一个激光和波长监视器极小波长漂移低TEC能量消耗绝对最大额定值：光特性(无特别说明时T LD=Tset，Tc=25℃)：ch*1) BOL : Beginning of Life*2) O pRL : Optical Return Loss 光回损热特性：波长监视器特性(50GHz 间隔)：sdark 波长监视器特性(25GHz 间隔)：sdark图一：Wavelength discriminator curve 尺寸和引脚分布：电路示意图：尾纤规格：)表一：波长段列表例 1 (50GHz间隔) 例 2 (50GHz间隔)[nm][nm]用户可选择1500.46至1625.77nm之间的波长波长值用于参考真空值。
1310nm1550nmDFB激光器
1310nm/1550nmDFB激光器
1310nm/1550nm尾纤型DFB激光器,采用同轴封装并耦合尾纤的方式进行输出,输出功率可达2.5mW。
具有低工作
电流,高效率,高稳定性的特点。
与我公司提供的配套驱动电路一起使用,可以获得高稳定性激光光源 。
图片仅
供参考,尺寸以实物为准,我公司（深圳市飞博源光电）热忱为您提供,具体性能指标见每支设备参数.特 点
·低工作电流·高稳定性
·高效率·同轴封装
·内置监视器
性能指标
典型最大单位波长(1310)130713101313nm 波长(1550)1547 15501553 nm 阈值电流10mA 工作电流30mA 工作电压 1.5V 出纤光功率 2.5mW 背光监控电流0.050.3mA 工作频率DC 2.5GHZ 边模抑制比30dB 工作温度-20-70℃储藏温度-40-85℃。
1550激光原理
1550激光原理激光原理。
激光是一种特殊的光，它具有高度的一致性、方向性和单色性。
激光的产生原理主要是利用受激辐射过程，通过激发原子或分子的能级跃迁来实现。
在本文中，我们将探讨1550激光的原理及其相关知识。
首先，让我们来了解一下1550激光的波长特性。
1550激光的波长位于红外光谱范围内，具体为1550纳米，属于近红外光。
这种波长的激光在通信、医疗、材料加工等领域有着广泛的应用。
其次，我们来看一下1550激光的产生原理。
1550激光的产生主要依靠光纤激光器。
光纤激光器利用掺铒光纤作为增益介质，通过外界的激发能量，使得掺铒光纤中的铒原子跃迁并产生辐射，从而实现激光的输出。
这种激光器具有体积小、功率高、光束质量好等优点，因此在光通信领域得到了广泛的应用。
除了光纤激光器，1550激光还可以通过其他方式产生，比如利用光栅耦合的激光二极管、光纤拉曼激光器等。
这些不同的产生方式都是基于激光的受激辐射原理，通过适当的能级跃迁来实现激光的输出。
在应用方面，1550激光在光通信中有着重要的作用。
由于其波长处于光纤的低损耗窗口，因此在光纤通信系统中得到了广泛的应用。
1550激光还可以用于医疗领域，比如激光手术、激光治疗等。
此外，1550激光还可以用于材料加工、激光雷达、光学测量等领域。
总的来说，1550激光是一种重要的激光类型，具有广泛的应用前景。
通过了解其波长特性、产生原理和应用领域，我们可以更好地理解和应用这一激光技术，推动其在各个领域的发展和应用。
希望本文能够为读者提供一些有益的信息，谢谢阅读！。
单频全光Q开关1550nm激光器
单频全光Q开关1550nm激光器1、介绍这里我们介绍一款符合人眼安全光谱范围、结构紧凑的脉冲激光器。
它在诸如测量和光时域领域有着广泛的应用。
在多普勒激光雷达，差分吸收雷达以及其他诸如布里渊后向分布式探测等应用领域，它也有着强大的吸引力。
大家知道，在激光器中，Q开关是一种能够产生高峰值功率短脉冲的有效办法。
对于使用一根光纤和一个自由空间Q 开关装置来产生激光脉冲的情况，这种实验已经演示过好几次了。
我们也能够在激光器的谐振腔里面，额外增加一个自由空间对准，来获得更高的峰值功率以及良好的转换效率。
不过这对制造业来说，无疑是一个很大的挑战。
对于那种使用复杂结构去开关谐振腔的情形，也有人演示过。
但是在这些激光器中，其输出的脉冲宽度非常大，达到150-500ns。
被动调Q激光器也有人演示过，不过，根据我们掌握的知识，到目前为止，还没有人制作这种激光器。
在这篇文章里，我们将报道一种新颖而又简单的主动调Q技术。
我们使用标准的370nW单模泵浦二极管作泵浦源，并且对激光输出信号不进行任何外部放大。
在重复频率为80Hz下，激光器的峰值功率可达20W，激光脉宽为12ns，平均功率为24mW。
如果将激光器的重复频率设置到最大的325KHz，这时的平均功率也将增大。
我们已经实现了一个获得稳定单频工作的Q开关机制，这对激光器在连续探测等应用领域来说将是一种非常有价值的工具。
激光器的全光结构消除了任何自由空间对准过程，并且同现存的光纤器件具有良好的兼容性。
而且，全光激光器有着天然的体积小和可靠性高的特点。
2、实验设置激光器谐振腔的示意图如图1所示。
激光器的工作物质为一个2厘米长的掺镱/铒光纤，它们的两端分别熔接一个布拉格光栅。
由于磷酸玻璃光纤有很高的溶水性以及允许高浓度掺混活性粒子，这就使高效的激光器的活性工作物质仅仅只有几厘米就够了。
一个布拉格光栅有很高的反射率（HR），它被印刻在一个标准石英光纤中；另一个FBG充当激光输出耦合器（R约70%），它被写在一个保偏的光纤中。
1550脉冲光纤激光器使用说明
脉冲激光器操作面板使用说明书使用本产品前请务必详细阅读本说明，如有疑问请及时联系我们！版权声明本公司对其发行的或与合作公司共同发行的包括但不限于产品或服务的全部内容拥有版权等知识产权，受法律保护。
未经本公司书面许可，任何单位及个人不得以任何方式或理由对上述产品、服务、信息、材料的任何部分进行使用、复制、修改、抄录、传播或与其它产品捆绑使用、销售。
凡侵犯本公司版权等知识产权的，本公司必依法追究其法律责任。
特此郑重声明！敬告：为避免硬件误差，我们在本产品的软件中进行了参数修正，请使用对应SN编号的软件，以获得最大精确度！2011年7月1背景脉冲激光器操作面板的开发是基于为广大用户提供更为良好的用户界面，旨在为用户提供更方便更快捷的服务。
编写本手册最主要的的目的，是为广大用户说明本软件的使用方法和注意事项。
2界面介绍及术语解释3界面性能系统上电后，上位机与下位机通过串口通信，由中断触发通信，每次通信时长不等，约200ms 至400ms间，第一次获取系统状态。
对系统参数进行操作时，当光源状态刷新速度为fast 时，每个操作反馈时长不等，约200ms至800ms内，系统会有反馈。
4运行环境硬件设备要求本界面采用串口通信，用户端至少需要一个串口，若无串口，需将其他类型接口转换为串口。
5安装与初始化1.双击STC_ISP_V480.exe，会出现串口调试界面，将其关闭。
完成串口控件的注册！2.若用户使用USB端口转化为串口，还需安装driver-232文件夹下的驱动。
3.双击“M14******PFL.EXE”，即会出现脉冲激光操作面板界面。
6操作说明1.点击串口选择下拉窗口，进行串口选择。
2.单机选择后，会弹出窗口。
显示打开成功。
3.选择光源状态刷新间隔，并按确定。
此时可以观察到界面下端的编辑框中会有数据出现，并不断变动，说明连接成功。
此时便可以开始对激光器进行操作。
4.内外触发，与激光开关的使用：内外触发方式的选择：单击更改触发方式即可改变触发方式。
1550nm光传输相关技术介绍.
一、SBS（受激布里渊散射）
SBS 是一个物理现象，即入射光在光纤中被转换成后向散射的斯 托 克 斯 光 ，使 前 向 传 输 的 信 号 光 被 非 线 性 地 衰 减 ，而 后 向 传 输 的 光 可 能 返回发送机引起输出光功率的波动，形成噪声。SBS 是一个光波与声 波的参数作用过程，被声子散射的入射光转换成一个频率较低的 Stokes 光 。
一 般 建 议 光 放 大 器 的 输 入 光 功 率 在 +3~+6dBm。
Le － 有 效 相 互 作 用 长 度 ， 按 如 下 公 式 计 算 ： Le = (1－e)αL / α ， 其 中：α －光纤长度， L－光纤长度
∆fB － 光 纤 的 SBS 增 益 带 宽 ， 取 20～ 100MHz
∆fD － 为 扩 大 SBS 门 限 功 率 在 激 光 器 上 加 抖 动 调 制 后 激 光 器 平 均 光 谱宽度
因此，必须使每一段光纤的入射功率不大于光纤的 SBS 门限，该 门限用如下公式计算：
PSBS = 21AeK 1 （1＋ ∆fD ) GBLe ∆fB （ 公 式 1）
超低噪声单频可调谐光纤激光器
超低噪声单频可调谐光纤激光器陈月娥;王勇【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 nm,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-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1～400 kHz.另外,激光器的最大波长调谐范围为3 nm,输出功率可达1W.在频率为1 Hz时,其相位噪声低于10 μrad·Hz-1/2/m OPD;抗振动能力可达到0.1g(g为重力加速度).【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2013(021)005【总页数】6页(P1110-1115)【关键词】保偏光纤激光器;可调谐激光器;低噪声;抗振;单频【作者】陈月娥;王勇【作者单位】燕山大学理学院,河北秦皇岛066004;浙江嘉莱光子技术有限公司,浙江宁波315336;浙江嘉莱光子技术有限公司,浙江宁波315336【正文语种】中文【中图分类】TN248.1;TN2421 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20年中得到了长足发展，并在分布式传感、相干光通信、雷达等领域有着广泛的应用［1－2］。
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［3］。
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1550 nm全光纤单频脉冲光纤激光器王雄飞;郝金坪;何晓同;张昆;张利明;赵鸿【摘要】设计并实现了一种基于人眼安全波段的1550 nm全光纤化结构单频脉冲光纤激光器.激光器采用外腔稳频技术的单频半导体激光器作为种子源,其线宽1.8 kHz,功率20 mW.通过预放大器和声光调制器获得单频脉冲激光,并运用两级光纤放大器实现了线宽1.9 kHz、平均功率521 mW、脉冲宽度200 ns、重复频率10 kHz的单频脉冲光纤激光输出.输出脉冲峰值功率达260 W.输出端采用了双包层单模光纤,保证了输出激光的光束质量.整个激光器通过对种子光级联放大,结合放大器的增益控制,成功抑制了受激布里渊散射(Stimulated Bril-louin Scattering,SBS)效应,消除了放大过程中噪声对线宽的影响,获得了线宽稳定的单频脉冲激光.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)010【总页数】5页(P1238-1242)【关键词】光纤激光器;单频;声光调制器;峰值功率;单模;受激布里渊散射;全光纤【作者】王雄飞;郝金坪;何晓同;张昆;张利明;赵鸿【作者单位】固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN2481 引言单频光纤激光器是光纤激光领域的研究热点之一。
由于单频光纤激光器可广泛应用于光纤通信、光纤传感、相干探测、量子信息等多个领域[1-4],因此被国内外许多研究机构所重视。
相对于连续单频光纤激光器而言,脉冲单频光纤激光器研究具有较大的技术难度,特别是线宽千赫兹量级的大能量、高峰值功率单频脉冲光纤激光器的研究进展相对缓慢。
而该类型光纤激光器也是激光雷达、激光测距等方向急需的优质光源[5-7]。
目前,采用低功率单频脉冲种子源和高功率放大级的MOPA结构,是实现大能量千赫兹单频脉冲光纤激光的主要方案。
其中,单频激光种子源方式主要有三种,分别是:分布布拉格反射(DBR)型光纤激光器、分布反馈式(DFB)光纤激光器、外腔稳频半导体激光器[8-10]。
其中,DBR型光纤激光器采用高吸收磷酸盐玻璃光纤作为有源介质、无源光栅对作为腔镜,有利于形成较高增益,获得较大功率的输出,但缺点是磷酸盐玻璃光纤与普通光纤的熔接难度大,对选频光栅的要求很高,可靠性差。
DFB光纤激光器采用相移型光纤光栅直接刻写在增益光纤实现选频,结构简单,易于实现单纵模输出,缺点是相移光栅技术难度高,光栅直接刻写在增益光纤上噪声大,稳定性低。
外腔稳频半导体激光器具有单纵模输出、超低噪声的特点,对机械振动和声学噪声不敏感,相比于光纤单频种子源,半导体激光器波长稳定性高,商品化更加成熟,适应更加复杂的工作环境,结合声光斩波器后,是实现窄线宽单频脉冲激光器种子源的理想选择。
本文采用外腔稳频技术的单频连续半导体激光器作为种子源,经连续预放大,声光调制和脉冲光纤放大后,获得了波长1550 nm,线宽1.9 kHz的单频单模脉冲激光。
输出功率521 mW、脉冲宽度200 ns、重复频率10 kHz。
整个激光器采用全光纤结构,通过级联放大、增益控制和长度优化,成功抑制了受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)效应[11-14],减小了其对线宽和输出功率的影响,最终通过高掺杂双包层单模光纤实现了线宽千赫兹量级的单频脉冲激光输出。
2 实验方案实验搭建的基于MOPA结构的全光纤单频脉冲光纤激光器结构示意图如图1 所示。
整个激光器主要由种子源、预放大器、声光开关斩波器和功率放大器四个部分组成。
其中,采用一个输出波长1550 nm、线宽1.8 kHz、输出功率20 mW的外腔稳频半导体激光器作为种子源。
种子源之后接有分束器,分束后的一路光供测试系统使用；另一路接预放大器,将种子源输出的单频连续激光进行功率提升。
预放大器采用掺铒的保偏光纤作为增益介质,一个输出波长为976 nm的270 mW LD通过WDM耦合入主光路正向泵浦增益光纤。
增益光纤后端接有ASE(放大自发辐射)滤波器,用于滤除增益光纤中产生的ASE信号。
种子源和预放大器之间连接有隔离器,以防止因SBS效应产生的后向散射对前端元件的损伤。
图1 结构示意图Fig.1 Structure schematic diagram预放大器模块输出的连续激光,经过声光调制器调制后,转换为脉宽400 ns、重复频率10 kHz的脉冲信号。
声光调制器后接分束器,分束后的主光束(功率比例较高的一路)注入功率放大级,另一束作为监测光束,以实时监测脉冲信号光的工作状态。
调制后的脉冲信号注入功率放大器模块进行功率放大。
声光调制器和功率放大器之间连接有隔离器。
功率放大器模块包括两个光纤放大级。
第一级放大采用掺铒的保偏光纤作为增益介质,输出波长为976 nm的270 mW LD通过WDM正向注入增益光纤。
第二级放大采用纤芯直径10μm双包层单模保偏铒镱共掺光纤作为增益介质,两个输出波长为976 nm的3 W LD经由(1+1)×1泵浦合束器注入增益光纤。
二级增益光纤在976 nm的包层泵浦吸收系数为9 dB/m。
这一泵浦波长和吸收系数的选择是为了尽量减少增益光纤的长度从而增大SBS阈值。
为了消除前向ASE对后级的影响,各放大级之间均连接有1 nm带宽的带通滤波器和隔离器。
3 实验结果与分析种子源是保证单频激光稳定输出的核心器件,为此对种子源设计了温控装置,保证其输出的稳定性。
种子源输出的单频激光经过光纤隔离器后首先进入预放大器系统。
由于连续激光经过声光斩波器后功率会有较大损失,种子光直接经过斩波后信号功率很小,无法实现高功率放大。
因此,采用预放大器提升种子光功率十分必要。
图2是预放大级以及ASE滤波器之后测得的输出功率和泵浦功率关系图。
从图中可以看出,放大过程中没有出现增益饱和现象,激光功率随着泵浦功率增大基本呈线性增长,最后获得57.4 mW连续单频激光输出。
图2 预放大级输出功率随泵浦功率的变化曲线Fig.2 Output power versus pump power of the pre-amplifier预放大级后连接声光调制器。
输出波段为1550 nm。
该调制器有两个重要的作用。
一是将连续激光调制成脉冲光；二是在线宽测试系统中,它作为移频器,进行外差探测。
考虑到探测器的带宽,实验选择了移频80 MHz声光调制器[15]。
在参数设置上,调制脉冲宽度为400 ns,重复频率为10 kHz。
同时,实验对调制脉冲的波形进行了优化设计,用来保证在后续的放大过程中脉冲形状为准高斯分布。
由于声光调制器的调制特性和较大的插入损耗,该级后的脉冲激光功率为0.25 mW。
声光调制器后连接一级脉冲功率放大器。
该放大器选择的增益光纤与预放大器采用的增益光纤一致,为单模掺铒的保偏光纤。
图3是该级输出功率测试曲线。
从图中可以看出,当泵浦功率大于160 mW时,输出功率出现了增益饱和现象。
从光谱中也观察到ASE增益光谱的出现,如图4所示。
因此,该放大级最终选择的输出功率为5.09 mW,避免ASE光谱对后续放大产生影响,同事,该级末端采用ASE滤波器对光谱进行净化,保证注入第二级脉冲放大器的信号光没有ASE信号和其他杂散光。
图3 一级脉冲放大级输出功率随泵浦功率的变化曲线Fig.3 Output power versuspump power of the first-stage pulse amplifier图4 一级脉冲放大级输出光谱图Fig.4 Optical spectrum of the first-stage pulse amplifier第二级脉冲功率放大器采用纤芯直径10 μm的双包层单模保偏铒镱共掺光纤作为增益介质。
该光纤属于高掺杂浓度增益光纤,吸收系数高,因此,相较于普通的增益光纤,该光纤所需的长度较短。
两个976 nm 波段3 W泵浦LD产生的泵浦光经合束器注入增益光纤。
图5是输出功率随泵浦功率增大的输出特性曲线。
从中可以看出,随着泵浦功率的提升,输出功率基本呈线性增大。
最终,当泵浦功率增为4.8 W时,实现了521 mW的脉冲激光输出。
脉冲宽度200 ns,脉冲重复频率10 kHz,相应的脉冲峰值功率为260 W。
图6是激光光谱图,从图中可以看出,没有ASE光谱和非线性效应的出现。
图7是输出激光的脉冲波形。
经过测试发现,通过两级脉冲光纤放大,脉冲波形出现压窄现象,从最初的400 ns压窄至200 ns。
这是由于脉冲前沿对泵浦功率的提取效率较高,导致脉冲前沿放大倍数较高所致。
要克服这一现象,可以通过对脉冲波形的前后沿进行优化设计来实现。
图5 二级脉冲放大级输出功率随泵浦功率的变化曲线Fig.5 Output power versus pump power of the second-stage pulse amplifier图6 二级脉冲放大级输出光谱图Fig.6 Optical spectrum of the second-stage pulse amplifier图7 激光脉冲波形Fig.7 Time domain response of laser实验最后通过“自拍频”法测试了单频脉冲激光的输出线宽,为1.9 kHz,如图8所示。
这表明在该MOPA结构的单频脉冲激光器系统中,通过连续光纤放大、声光调制和脉冲功率放大,激光的线宽没有受到影响,说明该系统在线宽保持方面的稳定性。
图8 激光线宽图Fig.8 The laser line width pattern实验中,没有观察到非线性效应的出现,特别是单频光纤放大过程中阈值较低的受激布里渊散射(SBS)效应。
这主要是由于在整个系统的设计过程中,对各级的无源光纤和有源光纤长度做了最大程度的优化。
其中无源光纤的光纤长度除了考虑熔接长度外,被尽可能缩短。
有源光纤由于采用了高掺杂高增益光纤,长度也被大大缩减,从而有效降低了整个光纤系统的SBS阈值。
同时二级功率放大采用纤芯直径10 μm的单模保偏铒镱共掺光纤,增大了出光截面,对抑制SBS效应也有重要作用。
另外,为了避免因SBS效应引起的后向散射光对于前级光学元件的损伤,在激光器的各放大级之间均连接隔离器和耦合器。
一方面,这种设计可以有效保护前级元器件不受损伤；另一方面,通过对耦合器的正反向输出端进行实时监测,可以及时发现非线性效应以及ASE现象的出现,通过优化调整,避免不必要的损伤。