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光纖激光器和放大器是當(dāng)前國際上激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，光纖激 光器和放大器是現(xiàn)代光通信的產(chǎn)物，是隨著光纖及通信技術(shù)的發(fā)展而 崛起的一門嶄新技術(shù)。由于光纖激光器件與傳統(tǒng)的固體激光器件相比， 具有低閾值、高效率，穩(wěn)定性和耐熱性能好，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、重量輕， 容易實(shí)現(xiàn)、性能價(jià)格比高，易于小型化、易于維護(hù)等明顯優(yōu)勢，它已 廣泛應(yīng)用于光通信、工業(yè)加工、軍事和國防、激光醫(yī)療、光纖傳感、 微波產(chǎn)生等諸多領(lǐng)域。

一種激光器組的控制方法及其系統(tǒng)，屬于外差干涉測量領(lǐng)域， 解決現(xiàn)有多臺(tái)激光器構(gòu)成的外差式干涉儀中激光束差頻與功率不穩(wěn)定 的問題，使激光器間的差頻維持穩(wěn)定的同時(shí)抑制激光器功率衰減，從 而提高測量設(shè)備性能。本發(fā)明的控制方法，包括初始化步驟、實(shí)時(shí)檢 測步驟、穩(wěn)頻控制步驟和功率控制步驟；本發(fā)明的控制系統(tǒng)，相應(yīng)包 括初始化模塊、實(shí)時(shí)檢測模塊、穩(wěn)頻控制模塊和功率控制模塊。本發(fā) 明能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)頻率反饋控制，使激光器間的差頻維持穩(wěn)定的同時(shí)抑 制激光器功率衰減，以滿足高時(shí)間精度的測量需求；所涉及的裝置結(jié) 構(gòu)簡單，確保了

本系統(tǒng)提供了一個(gè)端面泵浦固體激光器實(shí)驗(yàn)的完整解決方案。不僅可以開展激光器件和激光技術(shù)的驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)、激光器調(diào)試技能的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)，還可以自由組合開展各種綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。為激光原理、激光器件與激光技術(shù)等課程提供配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

可以設(shè)計(jì)并優(yōu)化光纖激光器和放大器、光波導(dǎo)激光器、光纖耦合器、多芯光纖、螺旋芯光纖、錐形光纖；也可以模擬超短脈沖在不同光纖設(shè)備中的傳輸，例如在光纖放大器系統(tǒng)、鎖模光纖激光器和通訊系統(tǒng)中的傳輸。 能夠跟蹤和優(yōu)化光纖放大器和光纖激光器，讓它們適合各種應(yīng)用。幫助評估和排除光纖激光器和放大器中各種不利的影響；能夠?qū)τ性垂饫w器件性能進(jìn)行預(yù)測；能尋找最佳光纖長度、摻雜濃度、折射率分布等；能夠計(jì)算摻雜濃度與光線的關(guān)系，準(zhǔn)確模擬雙包層光纖，還可以模擬時(shí)域動(dòng)態(tài)變化，可以理解和優(yōu)化的細(xì)節(jié)如功率效率和噪聲系數(shù)。 RP Fiber Power可用于分析和優(yōu)化各種器件： 單模和多模光纖 計(jì)算模式特性；計(jì)算光纖耦合系數(shù)；模擬光纖彎曲、非線性自聚焦效應(yīng)對光束傳輸和高階光孤子傳輸?shù)挠绊憽? 光纖耦合器、雙包層光纖、多芯光纖、平面波導(dǎo) 模擬雙包層光纖的泵浦吸收,光纖耦合器的光束傳輸, 光在錐形光纖的傳輸, 分析彎曲的影響, 放大器中的交叉飽和影響, 泄漏模式等。 光纖放大器 研究單級(jí)和多級(jí)放大器中的增益飽和特性(連續(xù)或脈沖放大器), 鉺鐿共摻光纖放大器能量轉(zhuǎn)移過程、猝滅效應(yīng)、自發(fā)輻射放大等。 光纖通信系統(tǒng) 分析色散與非線性信號(hào)失真，放大器噪聲的影響，優(yōu)化放大器非線性效應(yīng)和放置位置。 光纖激光器 分析并優(yōu)化能量轉(zhuǎn)換效率、波長調(diào)諧范圍、動(dòng)態(tài)調(diào)Q。 超快光纖激光器和放大器 研究脈沖的形成機(jī)制和穩(wěn)定范圍，非線性效應(yīng)和色散的影響，拋物脈沖放大，優(yōu)化色散脈沖壓縮，靈敏度反饋，超連續(xù)譜的產(chǎn)生。 脈沖和超快速固體激光器和放大器 研究Q開關(guān)，模式鎖定行為，找到可飽和吸收器所需的特性，分析反饋靈敏度，啁啾脈沖放大研究再生放大穩(wěn)定性極限。 這款軟件是致力于光纖器件學(xué)科研究或工業(yè)開發(fā)人士的必備工具。這款軟件及其技術(shù)支持將為您的工作效率和工作能力提供極大的便利。同時(shí)，這款軟件也是一款相當(dāng)出色的教學(xué)工具。 目前已使用該軟件的高校：耶拿大學(xué)、英國南普頓大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海技術(shù)應(yīng)用學(xué)院、華中科技大學(xué)、西北大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、深圳大學(xué)、國防科技大學(xué)、長春理工大學(xué)、南京理工大學(xué)等。 目前已使用該軟件的單位：費(fèi)朗霍夫研究所、蘇州納米所、兵器裝備部、三江航天、上海光機(jī)所、綿陽九院、中科院軟件所、中科院光電所商業(yè)單位、北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司等。   ※ 光纖數(shù)據(jù)： 軟件中帶有各種稀土摻雜光纖數(shù)據(jù)，即時(shí)可以仿真各種光纖激光器和放大器。   ※ 各種公開數(shù)據(jù)： “Yb-germanosilicate” “ErYb-phosphate” “Er-fluorozirconate F88” “Er-silicate L22”  “Er-fluorophosphate L11”  

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、理解激光產(chǎn)生的基本原理及外腔面發(fā)射激光器的工作原理； 2、掌握諧振腔的設(shè)計(jì)及基本調(diào)節(jié)方法，熟悉激光器主要性能參數(shù)的測試； 3、理解非線性頻率變換的基本原理，認(rèn)識(shí)相位匹配的概念和種類； 4、掌握腔內(nèi)倍頻激光器調(diào)節(jié)的要領(lǐng)，研究影響倍頻轉(zhuǎn)換效率的主要因素； 5、理解激光波長調(diào)諧的原理，了解主要調(diào)諧方式，學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)具調(diào)諧方法的使用； 6、了解激光調(diào) Q 的基本原理及主要手段，了解被動(dòng)調(diào) Q 激光器的使用調(diào)節(jié)方法； 7、了解激光鎖模的基本原理及方法，了解 SESAM 被動(dòng)鎖模激光器的調(diào)節(jié)要點(diǎn)。

成果簡介本項(xiàng)目在國家973計(jì)劃、863計(jì)劃等研究成果基礎(chǔ)上，跟蹤國際趨勢，形成9**nm 大功率單發(fā)光條半導(dǎo)體激光器，輸出功率大于12W，壽命1萬小時(shí)。主要優(yōu)勢：（1 ）填補(bǔ)國內(nèi)空白。（2 ）易于光纖耦合。（3 ）多種波長可選。應(yīng)用簡介所處研發(fā)階段：中試階段適合應(yīng)用領(lǐng)域：直接光加工、

本發(fā)明公開了一種雙波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，該激光器包括 有源區(qū)、相位區(qū)和光柵區(qū)；從下往上依次附著有第一緩沖層、有源層 和第一覆蓋層，第一緩沖層、有源層和第一覆蓋層構(gòu)成了有源區(qū)；從 下往上依次附著有第二緩沖層、波導(dǎo)層和第二覆蓋層，第二緩沖層、 波導(dǎo)層和第二覆蓋層構(gòu)成了相位區(qū)；從下往上依次附著有第三緩沖層、 光柵層和第三覆蓋層，第三緩沖層、光柵層和第三覆蓋層構(gòu)成了相位 區(qū)；在第一覆蓋層的上表面設(shè)有第一電極，在第二覆蓋層的

5G新基建是國家的重要發(fā)展戰(zhàn)略，寬溫高可靠的25Gb/s DFB(分布反饋)激光器芯片是5G光傳輸核心光芯片，也是當(dāng)前5G建設(shè)的卡脖子問題之一。自主可控的5G光模塊DFB激光器芯片對解決光通信“空芯化”問題，推進(jìn)“中國芯”國家重大戰(zhàn)略實(shí)施，保障我國通信基礎(chǔ)設(shè)施安全具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因DFB激光器的微分增益隨溫度上升迅速下降，常規(guī)的DFB激光器面臨嚴(yán)重的高溫高帶寬瓶頸。面對5G應(yīng)用要求的-40~85℃的寬溫應(yīng)用場景，常規(guī)DFB激光器芯片往往是超頻運(yùn)行，嚴(yán)重影響可靠性。因此，研制全國產(chǎn)寬溫25Gb/s DFB激光器芯片，同時(shí)兼顧低成本高可靠需求對推進(jìn)“中國芯”國家重大戰(zhàn)略實(shí)施具有重要意義。 本成果創(chuàng)新性地提出一種溝中溝脊波導(dǎo)DFB激光器結(jié)構(gòu)，相比較常規(guī)DFB激光器，在脊兩側(cè)對稱的刻蝕兩個(gè)溝槽。此結(jié)構(gòu)可抑制注入載流子的橫向擴(kuò)散，提高對光場的束縛，提高芯片帶寬，滿足芯片高速工作需要。芯片的高溫輸出光功率大于10mW，單模抑制比大于40dB，實(shí)測寬溫25Gb/s眼圖及誤碼率均達(dá)到商用需求。同時(shí)，相比較常規(guī)芯片，其制作過程只需多加一步簡單的刻蝕，無需二次外延，成本低，做了2000小時(shí)的老化試驗(yàn)，其功率變化小于0.5%，具有高可靠性。 圖1（a）常規(guī)DFB激光器芯片截面圖（b）新型溝中溝脊波導(dǎo)DFB激光器芯片截面圖（c）新型溝中溝脊波導(dǎo)DFB激光器芯片概圖（d）（e）（f）分別為常規(guī)芯片、溝脊距為2μm、溝脊距為6μm SEM圖 圖2（a）（b）（c）25℃、55℃和85℃下不同溝脊距與常規(guī)芯片響應(yīng)曲線對比（d）25℃、55℃和85℃下不同溝脊距與常規(guī)芯片響應(yīng)帶寬對比，帶寬可提高3GHz 25℃和3.7GHz 85℃下芯片25Gb/s眼圖（g）25℃、55℃和85℃下芯片背靠背傳輸及10km傳輸誤碼率曲線 圖3（a）（b）25℃和85℃下常規(guī)芯片與溝中溝脊芯片2000小時(shí)老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，功率變化小于0.5%

本發(fā)明公開了一種高功率光纖激光器包層光濾除裝置，該裝置 包括一段或多段雙包層光纖，其中此雙包層光纖沿激光輸出方向按剝 除面積由小到大而間隔地對保護(hù)層和外包層進(jìn)行部分剝除，使內(nèi)包層 裸露出來，將濾光材料涂在裸露內(nèi)包層上，并且將上述濾光裝置固定 在散熱金屬材料及水冷板上。本發(fā)明對光纖結(jié)構(gòu)破壞較小，濾光均勻， 避免了非均勻?yàn)V除時(shí)，某些濾除點(diǎn)溫度過高的現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的穩(wěn) 定性。

項(xiàng)目背景：DFB 半導(dǎo)體激光器是光通信領(lǐng)域中最為重要 的器件之一，目前已經(jīng)有工業(yè)級(jí)溫度（-40°C-85°C）25G 波特率 DFB 大規(guī)模量產(chǎn)。但是，從 2000 年至今，DFB 激光器 的 3dB 帶寬在全世界范圍內(nèi)幾乎沒有明顯提高，傳統(tǒng)的基于 載流子和光子響應(yīng)的 DFB 激光器在傳統(tǒng)的制造工藝下已經(jīng)趨 近其速率的物理極限，需要用新的物理本質(zhì)來實(shí)現(xiàn)更高速率 的器件，從而進(jìn)一步提升 DFB 芯片的調(diào)制速率和整個(gè)光通信 應(yīng)用的傳輸速率。本項(xiàng)目研發(fā)的 50G 波特率 DFB 半導(dǎo)體激光 器將達(dá)到國際領(lǐng)先水平，填補(bǔ)國內(nèi)空白，打破國外壟斷本項(xiàng) 目的實(shí)施，應(yīng)對美國對中國高端材料和芯片的禁售風(fēng)險(xiǎn)。該 產(chǎn)品可在光通信系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，可以承擔(dān)接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)中 心網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)方面的主力傳輸工作。 所需技術(shù)需求簡要描述：本項(xiàng)目期望突破當(dāng)前 DFB 調(diào)制 速率的瓶頸，在目前大規(guī)模量產(chǎn)的 25G 波特率 DFB 的基礎(chǔ)上， 將速度翻一番，到達(dá) 50G 波特率。（1） 兩個(gè)背靠背 DFB 激 光器產(chǎn)生的光子-光子諧振效應(yīng)（PPR）研究。（2） 背靠背 DFB 激光器的高速陶瓷載體設(shè)計(jì)。（3） 50G 波特率 DFB 芯片 和高速陶瓷載體的測試  對技術(shù)提供方的要求:1．光電子器件設(shè)計(jì)領(lǐng)域國際知名 專家，熟悉 50G 波特率 DFB 激光器基本設(shè)計(jì)。2．完善的 DFB 器件基礎(chǔ)知識(shí)和模擬能力。3．國內(nèi) 985 高校教授，技術(shù)方案成熟可靠穩(wěn)定有創(chuàng)新思維，不涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)侵犯。