眾所周知，按(an)工作介質不(bu)同(tong)，可(ke)將激(ji)光(guang)(guang)器(qi)分為(wei)固體激(ji)光(guang)(guang)器(qi)、氣(qi)體激(ji)光(guang)(guang)器(qi)、染料(liao)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)、半(ban)導體激(ji)光(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)和自由電子(zi)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)6種。與其他激(ji)光(guang)(guang)器(qi)相(xiang)比(bi)，光(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)擁有結構(gou)簡單(dan)、轉換效率高、光(guang)(guang)束質量好(hao)(hao)、維護成本低(di)、散熱性能(neng)好(hao)(hao)等優點，因此，目前光(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)已經成為(wei)金(jin)屬切割、焊接等傳統工業制造領域的主流光(guang)(guang)源。
何為單頻光纖激光器?
所(suo)謂單(dan)頻(pin)激(ji)光器，即單(dan)縱模激(ji)光器，是一(yi)種基于半導體(ti)激(ji)光器泵浦(pu)，稀土(tu)摻雜光纖作(zuo)為增(zeng)益介質，結合相(xiang)對(dui)復(fu)雜的控(kong)制技術的高精(jing)密單(dan)縱模超窄線寬激(ji)光光源。這種激(ji)光器能提供(gong)低(di)的相(xiang)位(wei)噪聲和相(xiang)對(dui)強度噪聲，極(ji)窄的頻(pin)譜線寬和長相(xiang)干長度。
單頻光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器早出現于(yu)20世紀(ji)90年代，經過(guo)近30年的發展已取得(de)了(le)長足進步。與材料加工領域用(yong)的高功率光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器不(bu)同(tong)，這種(zhong)位于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)市場另一(yi)賽道上(shang)的單頻激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器，因(yin)其(qi)獨特的性質和(he)特點，有(you)著(zhu)截然不(bu)同(tong)的應用(yong)場景。
由于單頻激光器(qi)線寬窄、噪(zao)聲低，這意(yi)味著它對高(gao)精密的(de)(de)震動較為敏感，且較長的(de)(de)相(xiang)干長度(du)確保了(le)長距離(li)傳感的(de)(de)精度(du)，因此(ci)單頻激光器(qi)在高(gao)精度(du)/高(gao)靈敏度(du)/遠距離(li)傳感系統、下一代(dai)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)、相(xiang)干技(ji)術(shu)、遙感技(ji)術(shu)、相(xiang)干激光雷達等多個領域有著突出優勢(shi)。
單頻激光器四大關鍵性能指標
單頻(pin)光纖激光器的(de)主要(yao)性能指標(biao)包括相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)、相(xiang)對強(qiang)度噪(zao)聲(sheng)(RIN)、線寬、波(bo)長穩(wen)定(ding)性和(he)頻(pin)率漂(piao)移。
所(suo)謂相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)，即單(dan)(dan)頻(pin)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器所(suo)發激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)頻(pin)譜譜線不再是單(dan)(dan)一的(de)線條，而是有一定的(de)寬(kuan)度，這個寬(kuan)度的(de)大(da)小即反映(ying)單(dan)(dan)頻(pin)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)的(de)高低。相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)的(de)具體表現為(wei)(wei)：以觀(guan)測點為(wei)(wei)基(ji)準，光(guang)(guang)(guang)波(bo)隨(sui)著(zhu)時間(jian)變(bian)化(hua)在相(xiang)位上隨(sui)機起伏或延遲。相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)是衡量單(dan)(dan)頻(pin)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器較為(wei)(wei)重(zhong)要的(de)參數之一，對(dui)單(dan)(dan)頻(pin)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)線寬(kuan)有著(zhu)重(zhong)要影響。
相(xiang)對(dui)(dui)強度噪聲是指激光器的(de)輸出平(ping)均功率(lv)和(he)某個頻率(lv)下的(de)噪聲的(de)比值。在實際(ji)應用中(zhong)，單(dan)頻激光器的(de)相(xiang)對(dui)(dui)強度噪聲往(wang)往(wang)會作(zuo)為(wei)重要的(de)噪聲源，影響(xiang)相(xiang)干(gan)探測系(xi)統(tong)(如連(lian)續工作(zuo)的(de)相(xiang)干(gan)多普(pu)勒測風激光雷達、相(xiang)位敏感型OTDR系(xi)統(tong)解調系(xi)統(tong))的(de)本底噪聲水平(ping)。
單(dan)頻(pin)激光器的(de)線寬是一種頻(pin)域的(de)概(gai)念(nian)，可以理解為頻(pin)譜的(de)譜線寬度。從單(dan)頻(pin)激光器的(de)相(xiang)(xiang)位噪(zao)聲(sheng)描述中可以得出，相(xiang)(xiang)位噪(zao)聲(sheng)能夠直(zhi)觀反(fan)映單(dan)頻(pin)激光器的(de)線寬。對單(dan)頻(pin)激光器的(de)線寬測試(shi)通常通過延時自外差非平衡M-Z干涉儀的(de)方(fang)式進(jin)行，其線寬測試(shi)和積分(fen)時間(或者說延時光纖長度)相(xiang)(xiang)關(guan)。
波長(chang)穩定(ding)(ding)性和(he)頻率漂移(yi)是單頻激光器性能的(de)直(zhi)觀體現。由于單頻光纖(xian)激光器具有較長(chang)的(de)諧振(zhen)腔長(chang)度(du)(du)，采用(yong)了對溫度(du)(du)和(he)應變及振(zhen)動敏(min)感的(de)關(guan)鍵器件-光纖(xian)光柵，其波長(chang)穩定(ding)(ding)性或者(zhe)頻率漂移(yi)是一種(zhong)挑(tiao)戰。
單頻激光器的未來發展前景
經(jing)歷了幾十年的(de)(de)發展(zhan)后(hou)，單頻光(guang)(guang)纖激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)技(ji)術已(yi)經(jing)發展(zhan)相(xiang)對(dui)成熟(shu)且完善(shan)，作為一種重要的(de)(de)高精密光(guang)(guang)源，單頻光(guang)(guang)纖激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)應(ying)用(yong)領域(yu)非常廣泛。盡管與主流材料(liao)加工市(shi)場(chang)的(de)(de)大(da)功率光(guang)(guang)纖激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)相(xiang)比，單頻激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)市(shi)場(chang)體量較(jiao)小，但憑借(jie)獨特的(de)(de)性能以及特殊領域(yu)的(de)(de)廣泛應(ying)用(yong)，將成為激(ji)(ji)光(guang)(guang)技(ji)術隊(dui)伍(wu)里的(de)(de)重要補(bu)充。
（來(lai)源：網站，版權(quan)歸原作者(zhe)）
