専門知識

1.5μm帯単一周波数ファイバーレーザー

2023-02-08
Er3+ ドープまたは Er3+/Yb3+ 共ドープ ゲイン ファイバに基づく単一周波数レーザーは、主に 1.5 μm バンド (C バンド: 1530 ~ 1565 nm) および L バンドの一部 (1565 ~ 1625 nm) で動作します。その波長は光ファイバー通信の C ウィンドウにあり、狭い線幅と低ノイズ特性を持つ 1.5 μm 帯域の単一周波数ファイバー レーザーはコヒーレント光通信において非常に重要です。高解像度センシング、光周波数領域反射率計、レーザーレーダーなどの分野で使用されており、幅広い用途があります。
アイセーフな L バンド単一周波数ファイバー レーザーは、高分解能分子分光法、ライダー、Tm3+ ドープ レーザーの高性能ポンプ ソース、非線形周波数変換などの分野で使用できます。
(1) 1.5μm帯CW単一周波数ファイバーレーザー
約 1.6 μm の波長を持つ連続単一周波数レーザー出力の観点から、MOPA 構造を使用して 1.6 μm 単一周波数ファイバー レーザー シード ソースを増幅できます。フィールド領域 Er3+/Yb3+ 共ドープ偏波保持ダブルクラッド ファイバは、出力 15 W、線幅 4.5 kHz、偏波消光比 23 dB を備えた 1603 nm の連続単一周波数レーザー出力を得ました。

高出力連続単一周波数レーザー出力に関しては、2016 年に MOPA 構造を使用して単一周波数ファイバーレーザーシードソースを増幅できるようになります。ドープされたダブルクラッドファイバー、出力207W、スロープ効率50.5%の1560nm連続単一周波数レーザー出力が得られました。これは、これまでに報告されている 1.5 μm 帯域の MOPA 構造に基づく単一周波数レーザーの最高出力です。実験の概略図と出力曲線図をそれぞれ図 4 と図 5 に示します。


高出力単一周波数 Er3+/Yb3+ 共添加ファイバー増幅器の概略図


940 nmで励起された高出力EYDFAの出力曲線


単一周波数レーザーのノイズ抑制に関しては、2 段のファイバー増幅器で構成される MOPA 構造を使用して、強度ノイズによって抑制された単一周波数ファイバーレーザーのシード光源を増幅することができ、パワーを備えた低ノイズ 1550 を使用できます。 23 W および 1.7 kHz 未満の線幅を達成できます。 nm の連続単一周波数レーザー出力では、0.1 ~ 50 MHz の周波数帯域における相対強度ノイズは、0.5 mW で -150 dB/Hz と低く、これは量子ノイズの限界に近い値です。


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