線偏振光纖激光器應用很多，如傳感、非線性頻率轉(zhuǎn)換以及相干或偏振光束合成等。為了獲得線偏振光纖激光器，可在輸出端或光纖激光器腔內(nèi)使用偏振器來選擇單一偏振。但這種技術存在一些缺點，成本高、插損高、功率限制和可靠性問題。實現(xiàn)線偏振光纖激光器更有效的技術是使用保偏光纖光柵和本文中介紹的交叉軸熔接技術。

01 保偏FBG光柵

光纖布拉格光柵 (FBG) 的中心波長取決于光纖的折射率：

保偏光纖的應力棒可對纖芯施加應力并在一個軸上產(chǎn)生更大的折射率，該軸稱為慢軸，因為折射率較大時，傳輸速度較慢，如圖1。

圖1. 熊貓型保偏光纖

因此，寫入保偏光纖的FBG具有兩個反射峰，其波長分別對應于慢軸和快軸。快軸和慢軸峰值之間的波長差異取決于光纖雙折射，如圖2。

圖2. HR和OC FBG光柵對快軸和慢軸反射波長

02 帶保偏FBG光柵對的線偏振激光器設計

為了獲得單偏振操作，必須正確設計FBG HR和OC光柵對，以確保HR-FBG慢軸的中心波長與OC-FBG快軸的中心波長相匹配。為此，可以使用TeraXion的PowerSpectrum™ HPR，這是專門為此應用設計的一對匹配的HR和OC光柵對，如圖3。

圖3. 匹配的HR和OC FBG光柵對

圖4說明了交叉軸熔接技術，其中HR FBG在有源光纖的輸入處熔接，兩根光纖的軸對齊。在增益光纖的輸出端，將OC FBG旋轉(zhuǎn)90度進行熔接（交叉軸熔接）。該技術可確保腔內(nèi)只有兩種偏振模式中的一種能振蕩產(chǎn)生激光。利用這種技術，演示了具有高偏振消光比（PER）的線性偏振光纖激光器。

圖4. 使用FBG光柵對和交叉軸熔接技術的線偏振光纖激光器設計

03 明星單品

TeraXion PowerSpectrum™ HPR

功率處理：PowerSpectrum™ HPR光柵對的高效熱量管理使其能夠在multi-kW激光器中可靠運行。

高效率：PowerSpectrum™ HPR光柵對通過限制器件插損，提高光轉(zhuǎn)換效率，降低成本。

低成本：PowerSpectrum™ HPR光柵對確保每個激光振蕩器產(chǎn)生最佳功率，從而簡化激光系統(tǒng)設計，并通過減少振蕩器數(shù)量降低每瓦成本。

可靠性：長期可靠性對工業(yè)激光系統(tǒng)至關重要，十多年來，TeraXion已部署了數(shù)以萬計的HPR設備。

結論

多種應用需要線偏振光纖激光器，使用PM FBG光柵對（如專為該應用設計的PowerSpectrum™ HPR）和交叉軸熔接技術設計單偏振光纖激光器具有很大優(yōu)勢，可以設計出具有高偏振消光比 (PER) 的線偏振激光器。

文章來源：凌云光子

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