什么是可调谐激光器？有哪些方法可调谐？

什么是可调谐激光器？有哪些方法可调谐？

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/WaxberryLee/article/details/145682394

可调谐激光器是一类能够改变发射激光颜色（波长）的激光器。通过会在出厂时设置一个波长，然后在使用时再调整波长，有的调整范围很小，有的则可以跨越很宽的范围，比如几百纳米。

大多数可调谐激光器工作时发出的激光带宽不大，根据应用需求，可调谐激光器可以是单频的，只发出一种特定频率的光；也可以是多模的，同时发出多种频率的光。

这些激光器的调谐方式多种多样，目前主要有如下几种方法对波长进行调谐。

移动激光增益光谱进行波长调谐

这种方法通常应用于在多个谐振器模式下工作的激光器，同时其调谐速度为大约为 +0.3 nm/K，以这种方式实现的总调谐范围可能只有几纳米宽。但当应用于单频激光器时，可能会导致跳模而不是连续调谐。

调整谐振器损耗进行波长调谐

这种方法是在激光谐振器中引入可调谐滤光片，滤光片在某个可调波长下具有明显的最小损耗，从而获得最大净增益的波长信号。这种调谐方法通常适用于固态激光器。激光器的宽波长调谐范围需要增益介质的宽增益带宽。一些宽带增益介质，如 Ti：sapphire 和 Cr：ZnSe，允许在数百纳米范围内调谐。

改变模式的谐振频率进行波长调谐

其原理是利用谐振器模式的频率的偏移特性。比如说对于线性谐振器，通过在半个波长的范围内微调谐振腔长度，在其谐振腔的大约一个自由光谱范围内对单频激光器进行调谐。

特别要说的是那种调谐范围特别宽的激光器。比如，有些固体激光器，像是用钛蓝宝石或者掺杂了铬的 ZnSe、ZnS 做的激光器，它们能在近红外到中红外区域调谐几百纳米。

如下图展示了一种可调谐固体激光器的装置与工作原理。

它使用Ti:sapphire激光晶体实现，通过一对棱镜把不同波长的光分散开来，棱镜对在空间上分散了不同的波长分量，因此可以使用可移动狭缝将波长从最大增益波长移开，然后用一个可以移动的狭缝来选择我们想要的波长。

其他类型的激光器提供从几纳米到几十纳米的调谐范围，如：

• 稀土掺杂光纤激光器，例如基于 Er 的激光器，通常可以调谐到几十纳米，有时甚至超过 100 纳米。我们在 DWDM 中用到的 EDFA 放大器，支持 C 和 L 波段。以及咱们的拉曼光纤放大器中的激光器，具备更宽的宽带调谐能力。
• 另外，一些半导体激光器可以通过改变结温在几纳米范围内进行调谐，但一些特殊类型如外腔二极管激光器和分布式布拉格反射器激光器，可以通过腔内衍射光栅在 40 nm 或更高范围内进行调谐。