可调谐单纵模多波长光纤激光器的研究

陈龙辉，谢 芳，郭晓蕾，郭哲灿

(北京交通大学 理学院 物理系，北京 100044)

引 言

光纤激光器因体积小、重量轻、可弯曲缠绕、成本低、抗干扰性强、抽运荧光的光谱较宽等优点，广泛应用于通讯[1-2]、激光加工[3-6]、精密测量[7-10]、激光导航[11-12]、生物[13-16]、医学[17-18]等领域。在精密测量领域，以激光器作为光源的激光干涉测量技术因其非接触测量方式、高精度、高分辨率等优势发挥着不可替代的作用。但由于激光干涉信号存在相位模糊问题，使激光干涉测量的量程限制在半波长范围，难以对台阶高度和绝对距离进行测量。然而，在工业、科研、航空航天等领域，需要对台阶高度和绝对距离进行非接触高精度测量。利用两个波长的激光以及3个波长的激光参与干涉测量，能够实现对台阶高度和绝对距离的高精度非接触测量。为了得到足够大的量程以及足够高的测量精度，需要参与测量的波长之间的间隔根据被测量的大小进行调谐。虽然人们一直对多波长激光器进行研究，例如COWLE等人[19]早在1996年就提出结合受激布里渊散射效应的多波长光纤激光器的研究，以掺铒光纤中的线性增益效应与单模光纤中的非线性布里渊增益效应为理论基础，构建了多波长布里渊激光器；LU等人[20]于2009年提出基于啁啾莫尔光栅和半导体光放大器的多波长光纤激光器研究，利用透射梳状滤波器实现波长选择，但是它们仍然很难满足相关测量要求。

针对这一问题，本文中提出并研究了能同时发出多波长单纵模激光，波长的数目和各个波长之间的间隔可以根据测量需求任意调节的多波长光纤激光器。……