上海瀚宇光纤通信张瑞新：单频光纤激光器技术及应用前景

10月11日，由OFweek维科网主办，OFweek激光网承办、高科会协办的“OFweek2019（第十六届）中国先进激光技术应用峰会暨‘维科杯’年度评选颁奖典礼”在深圳圆满落幕。

在上午举办的“激光器技术及发展趋势”主题专场中，上海瀚宇光纤通信总经理张瑞新发表了《单频光纤激光器技术及应用前景》主题演讲，与现场观众共同探讨单频光纤激光器技术现状及应用发展趋势。

上海瀚宇光纤通信总经理 张瑞新

单频光纤激光器技术简介

据张瑞新介绍，单频光纤激光器是一种基于半导体激光器泵浦，稀土掺杂光纤作为增益介质，结合相对复杂的控制技术的高精密单纵模超窄线宽激光光源，能提供低的相位噪声和相对强度噪声，极窄的频谱线宽和长相干长度。目前主流单频光纤激光器技术主要分为四种：

1、短直腔DFB型单频光纤激光器：优点是谐振腔结构简单，易于实现单纵模输出。缺点是1／4波长相移型光纤光栅要求技术难度高，需要选择合适的稀土掺杂光纤，且相移光栅封装要求较高；

2、短直腔DBR型单频光纤激光器：高掺杂浓度的磷酸盐玻璃光纤能够实现较高增益，短腔设计可以实现较高功率输出。但较难实现高强度的熔接，谐振腔可靠性差，用于选频的光栅要求较高。此外，短直腔制作困难，难以适应苛刻的工作环境；

3、复合腔技术：又被称为“虚拟环形腔技术”，具备线形腔的基本结构，由光纤光栅构成直腔的腔镜，本质上仍然是短直腔结构，腔长决定的FSR依然是获取单纵模的关键，要求腔长较短。虚拟环形腔技术结合了短直腔和环形腔的思想，在驻波腔内实现了行波运转，从技术角度看属于目前来说比较优秀的一项技术，但是技术工艺实现难度大，缺少可复制性且成本昂贵；

4、环形腔以及复合环形腔的技术：上海瀚宇推出了CoSF－R＆CoSF－D系列产品。其中，CoSF－R型单频光纤激光器采用＂优化的行波腔＂设计，在消除驻波空间烧孔效应的同时，通过长腔长的设计能够允许较长的增益光纤充分吸收泵浦光，实现高功率输出；行波运转时能大幅度降低光纤激光器的相对强度噪声和相位噪声，实现超窄线宽＜1kHz；全光纤型窄带滤波器注入选取单纵模输出；长饱和吸收体稳定单纵模运转；单偏振控制消除偏振烧孔效应，实现稳定的单偏振输出，偏振消光比高达25dB以上。CoSF－D型DFB窄线宽单频光纤激光器采用短直腔分布反馈（DFB）设计，高品质有源光纤相移光纤光栅，可进行稳定的单纵模运转，单频、单偏振、单纵模输出。且相位噪声和相对强度噪声更低，专利的抗环境封装技术让产品能适用1．0um，1．5um，1．9－2．1um波段。

单频光纤激光器的应用前景

在经历了几十年的发展，单频光纤激光器技术已经发展相对成熟且完善，作为一种重要的高精密光源，单频光纤激光器的应用领域非常广泛。

比如，分布式光纤声波传感系统，周界安全，水听。用于相干激光雷达系统实现高精度的成像，速度和距离的遥感探测。此外，还包括石油和天然气勘探系统、管道监控、气体泄露检测、冷原子物理、空间激光通信以及微波光子学等应用。

最后，张瑞新表示，上海瀚宇已成为业界唯一一家能够实现优化行波腔超窄线宽单频光纤激光器和分布反馈型单频光纤激光器的厂商，产品可靠性已经通过国军标测试，产品综合性能已经赶上甚至超越国外同类产品。上海瀚宇将持续努力研发创造有开创性的低噪声、窄线宽、单频激光器产品，做世界上最好的单频光纤激光器，为中国的单频光纤激光器产业发展做出最大贡献。