線偏振光纖激光器應(yīng)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(shù)存在一些缺點(diǎn)，成本高、插損高、功率限制和可靠性問題。實(shí)現(xiàn)線偏振光纖激光器更有效的技術(shù)是使用保偏光纖光柵和本文中介紹的交叉軸熔接技術(shù)。

保偏FBG光柵

光纖布拉格光柵 (FBG) 的中心波長(zhǎng)取決于光纖的折射率：

保偏光纖的應(yīng)力棒可對(duì)纖芯施加應(yīng)力并在一個(gè)軸上產(chǎn)生更大的折射率，該軸稱為慢軸，因?yàn)檎凵渎瘦^大時(shí)，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(gè)反射峰，其波長(zhǎng)分別對(duì)應(yīng)于慢軸和快軸。快軸和慢軸峰值之間的波長(zhǎng)差異取決于光纖雙折射，如圖2。

圖2. HR和OC FBG光柵對(duì)快軸和慢軸反射波長(zhǎng)

帶保偏FBG光柵對(duì)的線偏振激光器設(shè)計(jì)

為了獲得單偏振操作，必須正確設(shè)計(jì)FBG HR和OC光柵對(duì)，以確保HR-FBG慢軸的中心波長(zhǎng)與OC-FBG快軸的中心波長(zhǎng)相匹配。為此，可以使用TeraXion的PowerSpectrum HPR，這是專門為此應(yīng)用設(shè)計(jì)的一對(duì)匹配的HR和OC光柵對(duì)，如圖3。

圖3. 匹配的HR和OC FBG光柵對(duì)

圖4說明了交叉軸熔接技術(shù)，其中HR FBG在有源光纖的輸入處熔接，兩根光纖的軸對(duì)齊。在增益光纖的輸出端，將OC FBG旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行熔接（交叉軸熔接）。該技術(shù)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(shù)，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(duì)和交叉軸熔接技術(shù)的線偏振光纖激光器設(shè)計(jì)

明星單品

TeraXion PowerSpectrum HPR

功率處理：PowerSpectrum HPR光柵對(duì)的高效熱量管理使其能夠在multi-kW激光器中可靠運(yùn)行。

高效率：PowerSpectrum HPR光柵對(duì)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(duì)確保每個(gè)激光振蕩器產(chǎn)生最佳功率，從而簡(jiǎn)化激光系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并通過減少振蕩器數(shù)量降低每瓦成本。

可靠性：長(zhǎng)期可靠性對(duì)工業(yè)激光系統(tǒng)至關(guān)重要，十多年來，TeraXion已部署了數(shù)以萬計(jì)的HPR設(shè)備。

結(jié)論

多種應(yīng)用需要線偏振光纖激光器，使用PM FBG光柵對(duì)（如專為該應(yīng)用設(shè)計(jì)的PowerSpectrum HPR）和交叉軸熔接技術(shù)設(shè)計(jì)單偏振光纖激光器具有很大優(yōu)勢(shì)，可以設(shè)計(jì)出具有高偏振消光比 (PER) 的線偏振激光器。