基于石英玻璃摻銩光纖的單縱模DBR光纖激光器的研制

陳雨君, 姚波, 劉昊煒, 魏珊珊, 毛慶和?

(1 中國科學技術大學環境科學與光電技術學院, 安徽 合肥 230026;2 中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所光子器件與材料安徽省重點實驗室, 安徽 合肥 230031)

0 引 言

2μm 波段單縱模、窄線寬光纖激光器在高分辨光譜[1]、大氣環境探測[2,3]、量子信息[4]以及非線性頻率變換[5]等領域具有重要應用,其主要有分布反饋(DFB)[6,7]、分布布拉格反射(DBR)[8,9]以及環形腔[10,11]等基本結構。其中,DBR 型結構具有單縱模運轉穩定、結構緊湊等優勢,應用最為廣泛[12]。早期,受石英玻璃單模摻銩光纖摻雜濃度低的限制,DBR 型2μm 波段單縱模光纖激光器中均采用雙包層增益光纖[13,14],與DBR 腔中光纖Bragg 光柵(FBG)之間難以實現高效耦合,造成了泵浦閾值高、泵浦功率高、轉換效率低等問題。為此,人們通過采用多組分玻璃光纖技術來提升單模摻銩光纖的摻雜濃度,進而使得允許采用單模摻銩光纖來構建2μm 波段DBR 單縱模光纖激光器,降低了對泵浦功率的要求,轉換效率也獲得了明顯提升[15]。但是,多組分玻璃光纖存在與傳統石英玻璃光纖熔接損耗大、熔接點機械強度差等不足,制約了多組分玻璃單模摻銩光纖激光器的實際應用。近年來,基于石英玻璃基質的單模摻銩光纖的摻雜濃度已得到了很大提高,793 nm 和1610 nm 泵浦帶的吸收已分別可達27 dB/m 和16 dB/m[16],這使人們又重新采用這種石英玻璃單模摻銩光纖來構建2μm 波段DBR 單縱模光纖激光器。2021 年,Zhang 等[17]采用196 mW 的786 nm 半導體激光器泵浦,基于石英玻璃的單模摻銩光纖構建了1989 nm 處輸出功率達13 mW 的DBR 單縱模光纖激光器。……