平均波长和输出功率稳定性高的掺铒光子晶体光纤超荧光光源的试验.PDF

中 国 激 光 第42卷 第4期 CHINESEJOURNALOFLASERS Vo1．42，No．4 2015年 4月 April，2015 平均波长和输出功率稳定性高的掺铒光子晶体光纤 超荧光光源的实验研究 辛璨焘 张海涛 郝 赫 巩马理 清华大学精密仪器系，北京 100084 摘要 采用掺铒光子 晶体光纤代替传统掺铒光纤来提高超荧光光纤光源输 出的功率稳定性和平均波长稳定性 。 在一45~C～70％的全温区范围内，对超荧光光纤光源 的光纤长度和半导体激光器(LD1抽运功率进行优化 ，并提出了用插 值法进行 LD抽运功率的优化方法 ，在光纤长度优化 的基础上 ，高效、精确地优化了抽运功率 ，改善了光源 的平均波长 稳定性 。经过优化的光源 ，在一45℃～70℃的全温区范围内平均波长变化量为0．67x10～fC，输出功率稳定性为0．37％。 关键词 光纤光学 ；超荧光光纤光源；平均波长稳定性；光子 晶体光纤 中图分类号 0439 文献标识码 A doi：10．3788／CJL20l542．0405002 ExperimentStudyofHighM eanW avelengthandOutputPowerStability Erbium-·DopedPhotonicCrystalFiberSuperfluorescentSource XinJingtao ZhangHaitao HaoHe GongMali DepartmentofPrecisionInstruments，TsinghuaUniversity，Be t竹 100084，China Abstract Erbium—dopedphotoniccrystalfibers(EDPCFs)areusedtoimprovetheoutputpowerandmean wavelengthstabilityofthesupernuorescentfibersource(SFS)insteadofcommonerbium—dopedfiber．Fiber length andpum ppowerareboth optimizedatalargetemperaturerangefrom 一45oC to 70oc．Aninterpolate— fittingmethodisusedtooptim izethepumppowerefficientlyandpreciselywhenthefiberlength isoptimized firstly．From 一45℃ to70℃ ，themeanwavelengthvariationoftheSFSis0．67×10 ／℃ ，andtheoutputpower variationis0．37％． Keywords fiberoptics；supernuorescentfibersource；mean—wavelength stability；photoniccrystalfiber oCIS codes 060．2310；060．2410；060．2390；300．2140 1 引 言 光纤陀螺要求光源具有很高的平均波长稳定性来保证标度因数稳定性 。 目前 ，惯导级高精度光纤陀 螺要求其标度因数稳定性达到 10一，这对超荧光光源的平均波长稳定性提出了很高要求 。超辐射发光二极 管(SLD)具有输出功率高、光谱宽等优点，但其热稳定性差 ，平均波长变化率达4×10 ／℃，只适用于中、低精度 的光纤陀螺。掺铒超荧光光纤光源 (SFS)不仅具有输出功率高 、光谱宽等特点 ，而且热稳定性很好 ，平均波长 变化率小于 1×lO ／℃，若将其工作范 围扩展到一45℃～70℃的全温区仍能保证优异的平均波长稳定性 ，将使 其在惯导级高精度光纤陀螺中获得更广泛的