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钬激光光纤的应用

单频激光器原理及其应用

常见的激光器按照工作物质的不同可以分为准分子激光器,气体激光器,固体激光器,半导体激光器,染料激光器,自由电子激光器和光纤激光器这几种。


单频激光器(single-frequency laser)它的特点是输出的激光模式既满足单横模又满足单纵模,其谐振器内只有单一纵模进行震荡,并且输出激光器光斑的能量分布呈高斯分布,除了激光器激光本身具有极好的单色性和方向性之外,单频激光器拥有普通激光器难以达到的相干长度和超窄的谱线宽度的特点。从光子的观点来看,腔的模式也就是腔内可以区分的光子状态,同一模式内的光子具有完全相同的状态,腔内电磁场的空间分布可分解为沿传播方向(腔轴线方向)的分布和在垂直于传播方向的横截面内的分布。其中,腔模沿腔轴线方向的稳定场分布称为谐振腔的纵模,而在垂直于腔轴的横截面内的稳定场分布称为谐振腔的横模。


常见的动态单纵模激光器有:①短腔激光器,通过缩短腔长加大纵模间隔来实现单纵模工作的。常规结构和工艺的短腔极限在50μm左右,此时尚难避免多纵模出现。腔长为数微米量级的竖直腔面发射激光器则是短腔的重大突破,已可做到毫安级阈值电流并能动态单纵模工作。②复合腔激光器,通过外腔、腐蚀腔或解理耦合腔实现纵模选择。③具有光栅反馈的激光器,它是通过腔内的周期性折射率变化来实现光反馈的。当光栅置于有源区内时,称为分布反馈(DFB)半导体激光器;当光栅置于有源区外时,称为布拉格反射(DBR)半导体激光器。


常见的单纵模的选频方法主要有这几种方式. 1.短腔长法,缩短谐振腔长使纵模间隔大于增益曲线。2.色散腔法,在谐振腔内加入棱镜或光栅构成色散腔,使只有某一特定频率的纵模能够振荡。3.标准具法,在谐振腔内插入一参数合适的标准具,使只有单一纵模能通过标准具振荡。3.标准具法,在谐振腔内插入一参数合适的标准具,使只有单一纵模能通过标准具振荡。单横模的实现方法主要是采取适当的方法抑制高阶横模,保证谐振器内只有基模能够形成震荡,保证单模输出。



单频激光器最早出现于上世纪80-90年代,随着现在技术的发展商用的单频激光器的越来越成熟,由于单频激光器有着众多的优点所以激光雷达,激光测距,激光遥感,全息成像,光谱学,通信技术等领域有着众多的应用。