Linear polarisierter Single-Frequenz-Faserlaser bei 1550 nm basierend auf Er³⁺/Yb³⁺-kodierter Fluorphosphatfaser

HUANG Hengxiao ,  

YANG Changsheng ,  

WANG Weichao ,  

摘要

Um den dringenden Bedarf fortschrittlicher hochpräziser kohärenter Messsysteme wie Quantenpräzisionsmessungen, Laser-Radar (LIDAR) und Gravitationswellendetektion an schmalbandigen, rauscharmen und hochpolarisationsstabilen Seed-Lichtquellen zu erfüllen, wurde in dieser Arbeit ein linear polarisierter einkanaliger Faserlaser bei 1550 nm basierend auf selbstgefertigten Erbium-Ytterbium-kodotierten Fluorphosphatfasern entwickelt und realisiert. Um die Herausforderung der gleichzeitigen Optimierung mehrerer Leistungskennwerte bei kurzbaulichen Single-Frequenz-Lasern zu meistern, wurde vor dem Aufbau der Laserkavität durch numerische Simulation die Reflexion der niederreflektierenden Faser-Bragg-Gitter sowie die Länge der Verstärkungsfaser optimiert, um die Ausgangsleistung zu verbessern. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass der Laser eine stabile linear polarisierte Single-Frequenz-Ausgabe bei 1550 nm mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von über 70 dB, einem Polarisationslöschverhältnis von 33 dB, einer Linienbreite von 4,95 kHz und einem hochfrequenten relativen Intensitätsrauschen unter -149 dB/Hz erzielt, was nahe am theoretischen Rauschlimit (-152,9 dB/Hz) liegt. Diese Ergebnisse zeigen eine effektive synergetische Optimierung zwischen schmaler Linienbreite, niedrigem Rauschen und hoher Polarisation und versprechen eine hochwertige Seed-Lichtquelle für die genannten hochsensiblen optischen Systeme.

关键词

Single-Frequenz-Faserlaser; Fluorphosphatfaser; Lineare Polarisation; Gravitationswellendetektion

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