窄線(xiàn)寬激光二極管線(xiàn)寬測(cè)試 - 筱曉光子AOL實(shí)驗(yàn)室?

2023-04-14 13:13:08

激光線(xiàn)寬，指激光光源發(fā)射光譜的半高全寬，是光源單色性的量度,精確測(cè)量激光器的線(xiàn)寬對(duì)于評(píng)價(jià)單頻激光器的性能非常重要。

在使用半導(dǎo)體激光二極管的時(shí)候，如果對(duì)激光的線(xiàn)寬有要求，我們就需要關(guān)注二極管的驅(qū)動(dòng)電流噪聲。驅(qū)動(dòng)的電流噪聲對(duì)激光線(xiàn)寬有很大影響，比如您使用的是普通的DFB類(lèi)型的激光二極管，線(xiàn)寬約為3MHz，波長(zhǎng)調(diào)諧系數(shù)約為5pm/mA，如果使用的驅(qū)動(dòng)電流噪聲在幾百u(mài)A級(jí)別，那么帶來(lái)的頻率噪聲也會(huì)是MHz量級(jí)的，則會(huì)影響到最終線(xiàn)寬的測(cè)量。

因此我們使用200nArms的低噪聲激光驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行激光線(xiàn)寬度測(cè)量。線(xiàn)寬測(cè)試采用自外差延時(shí)拍頻的方法，測(cè)試示意圖如下圖所示。

1550nm窄線(xiàn)寬DFB激光二極管輸出光功率為10mW，經(jīng)過(guò)光纖耦合器C1分成兩路，一路經(jīng)過(guò)延時(shí)光纖FDL，另一路經(jīng)過(guò)100MHz的聲光調(diào)制器AOM，兩路最終匯合到耦合器C2進(jìn)行耦合拍頻，通過(guò)光電探測(cè)器PD進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將信號(hào)傳輸?shù)筋l譜分析儀SA進(jìn)行拍頻測(cè)量，從而得到待測(cè)激光器的線(xiàn)寬拍頻的功率譜信號(hào)。

延時(shí)光纖的長(zhǎng)度為50 km，在測(cè)量線(xiàn)寬為4kHz以上的激光時(shí)都是足夠的。

如下圖所示，可以看到該二極管的線(xiàn)寬約為60kHz，符合窄線(xiàn)寬DFB的線(xiàn)寬指標(biāo)。

作為對(duì)比，我們使用Thorlabs的ITC4005驅(qū)動(dòng)進(jìn)行線(xiàn)寬測(cè)試，得到的結(jié)果如下圖所示，可以看出測(cè)得的線(xiàn)寬約為250kHz，ITC4005驅(qū)動(dòng)的電流噪聲約為100uA。

通過(guò)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)，Thorlabs的ITC4005驅(qū)動(dòng)所帶來(lái)的噪聲確實(shí)影響了激光器的線(xiàn)寬，將窄線(xiàn)寬DFB激光二極管的線(xiàn)寬參數(shù)從100kHz以?xún)?nèi)增加到了250kHz。