所謂窄線寬激光器，就是通過可調濾波�、F－B濾波器、Bragg光柵等波長選擇器對增益譜內起振的縱模數進行限制，只讓滿足特定條件的少數幾個縱模，甚至只有一個縱模發(fā)生激光振�。窄線寬光纖激光器的輸出光具有極高的時間相干性和極低的相位噪聲，使得其在高分辨干涉儀、相干通信、光纖傳感和激光雷達等領域具有重要的應用�
窄線寬光纖激光器的核心問題是實現(xiàn)激光器的單縱模運轉和抑制多縱模振蕩以及�?，F(xiàn)象。目前實�(xiàn)光纖激光器窄線寬的方式主要有：使用短直�、使用復合腔、使用飽和吸收體、使用超窄通帶濾波器等。美國NP Photonics公司的Spiegelberg等運用短直腔的方�，利用一根數厘米長的Er3+/Yb3+共摻玻璃光纖作為增益介質，與一對Bragg光柵構成光纖激光器，實�(xiàn)�1550 nm處、線寬小�2 kHz的窄線寬激光輸�。最�，華南理工大學楊中民教授課題組同樣運用短直腔的方�，在一�2 cm長的Er3+/Yb3+共摻單模磷酸鹽玻璃光纖作為增益介質的光纖激光器中實�(xiàn)了線寬小�2 kHz的窄線寬激光輸出，其輸出功率達�300 mW�
單縱模窄線寬光纖激光器是指激光以腔內振動單一縱模的形式輸�，其特征是激光光譜線寬非常狹�，可達到10-8 nm，比�(xiàn)有窄線寬DFB 激光器的線寬還要窄兩個數量級，比目前光通信網絡中DWDM信號光源的線寬要�5�6個數量級�
光纖激光器由于抽運閾值功率低、轉換效率高、散熱好、可調諧范圍�、耦合效率高（與現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感系�(tǒng)完全兼容�、結構緊湊等�(yōu)�，成為當前激光領域研究的焦點。根據美 著名激光行�(yè)期刊� LaserFocusWorld》的預測，光纖激光器的需求將按每�20％以上的� 遞增，到2020年光纖激光器將占整個激光器市場份額�50％以�。據�(tǒng)��2008年全世界激光產品的銷售額已經突�100 億美�，預計未�5 年有幾百億甚至上千億美元的光纖激光產品的市場�(xiàn)實需求及難以估計的市場需求潛力。光纖激光器在經濟建設和防軍事發(fā)展等方面將逐步占據主導地位�
在光纖激光器�，具有極窄輸出線寬的單頻光纖激光器是激光器�(fā)展的重要方向之一。單縱模窄線寬光纖激光器是指激光以腔內振動單一縱模的形式輸�，其特征是激光光譜線寬非常狹�，可達到10-8 nm，比�(xiàn)有窄線寬DFB 激光器的線寬還要窄兩個數量級，比目前光通信網絡中DWDM信號光源的線寬要�5�6個數量級。窄線寬單縱模光纖激光器可以保證激光具有極好的相干特性，其相� 可達數百公里�
窄線寬光纖激光器，由左右兩端由窄帶光柵提供諧振反�，中間的特種光纖提供光的放大，在外部LD的泵浦下，激�(fā)出窄帶激光。由于特種光纖具有極高的增益，所以在確保足夠高的功率輸出的同時（10-200mW�，由于與兩光柵間形成的諧振器長度極短�1厘米�，所以從物理結構上就決定了輸出激光是一個單縱模的、窄線寬的光�，而無需選頻、穩(wěn)�，也不會跳模，這和很多半導體激光器的原理是根本上的不同（后者需要很多穩(wěn)頻手段）�
一般的激光器相干性很�，相干距離一般只有幾個微米至厘米。因為普通的激光器光譜線寬大多是幾個納�，而窄線寬光纖激光器的線寬是他們的百萬分之一。所以相對來�，窄線寬光纖激光器的相干性是普通激光器�100萬�，同樣它的相干距離是后者的100萬倍。窄線寬光纖激光器的一個亮�，是它突破了我們對的相干長度的固有思維級別。窄線寬光纖激光器，可以很容易的實�(xiàn)100公里，甚�200公里的相干長��
窄線寬光纖激光器，另一個亮點是可以實現(xiàn)線性頻率調�。在激光諧振腔上面增加一個PZT電路，在外部正弦波長電壓的驅動下，會帶動PZT對諧振腔的長度進行線性拉�，從而實�(xiàn)激光輸出頻率的改變。這在基于FMCW原理和PGC解調各種系統(tǒng)中有著十分重要的應用。PZT調制的一個優(yōu)�，就是可以實�(xiàn)快速的調制，一般可以達�20Khz甚至更高，這取決于PZT器件的性能。另�，窄線寬光纖激光器的調�，不同于半導體激光器的原理，它不會出�(xiàn)后者“伴生調幅”現(xiàn)象帶來的輸出功率的波�，這在很多應用中無疑是至關重要��
，窄線寬光纖激光器也是世界上“最安靜”的激光器之一，它的相位噪聲和強度噪聲都達到了-110db水平以下。再通過外部反饋電路的控�，可以實�(xiàn)對激光腔內部的弛豫振動進行抑制，從而實�(xiàn)光纖傳感中最安靜的光源之一�
窄線寬光纖激光器可望在超高精和超遠距離激光測距、光纖傳感及光纖通信領域具有極其廣泛的應用前景：
?�?）目前大多數激光測距儀是基于脈沖激光的光時域反射原理，即通過測量激光脈沖發(fā)射和經目標反射回接收器的時間差進行測距，這種測量的精度一般為1-10 �，測量距離（軍用）僅�10-20 公里。這主要受限于激光的脈沖� ，激光脈沖越�，測量精 就越高，但同時激光線寬也大大增加，增大了探測的噪�，迅速降低了動態(tài)探測距離。如果利用單縱模光纖激光器作為探測光源，基于頻率調制連續(xù)波技術和光波相干原理，則能實�(xiàn)幾百公里、精度小�1米的探測�
�2）對于光纖傳�，同樣可以利用頻率調制連續(xù)波技術和光波相干原理，實�(xiàn)超高� 、超遠距離以及微弱信號的測量。如�1所示，單縱模窄線寬光纖激光的一部分被耦合進一個有固定反射率的參考臂�，該參考臂充當本地振蕩� LO�，另一根光纖充當傳感光�。從傳感光纖反射回來的激光與來自本地振蕩器的參考光一起混頻產生一個光拍頻，該拍頻與它經的時間延遲差相對應，傳感光纖上遠處的信息就可以通過測量拍頻來獲取。利用這種技術進行探測，可實現(xiàn)敏感 -100dB 百億分之一）的信號測量?；趩慰v模窄線寬光纖激光器的光纖傳感技�，可廣泛應用于石油天然氣管道的泄漏監(jiān)� 全球�(xiàn)�500 萬公里石油天然氣管道，目前依靠人工巡邏的方式進行�(jiān)測）、電力系�(tǒng)的輸電損耗監(jiān)測（由于當前的高壓線路缺乏精確的溫壓力探�，每年損失電能上千億美元）、核電站的安全監(jiān)� 未來（主要能源之一�、油井的� 和壓力實時監(jiān)控等�
?�?）另�，在光纖通信中，目前商用光源的激光線寬為0.2 nm �20 dB�，盡管DWDM 技術的應用大大提高了信息傳輸的信道數，但由于信號光源激光線寬的限制，其在C波段也僅�80 信道。為了適應當前和未來社會對于海量信息傳輸和處理的要求，需要不斷拓展光纖的帶寬（如，當前世界各 正在研究的超寬帶（S+C+L）光傳輸技術）。利用單縱模窄線寬光纖激光器作為通信光源，為我們解決該問題提供了另一種技術途徑。單縱模窄線寬光纖激光的線寬僅為目前商用通信光源線寬的十萬分之一，這可以大大減少信道的寬和信道之間的間�，僅在C波段就可以將光纖通信的信道數提高幾個數量級，此�，該激光器極窄的線寬減小了傳輸過程中光纖的色散，更有利于遠距離傳輸�
窄線寬光纖激光器巨大的潛在市場和廣闊的應用前景引起了世界� 的廣泛關�，美 、英 、丹麥、加拿大、澳大利�、德 等西方發(fā)� 家相繼投入了大量�、財、物力開展了大量研究工作�2005 �，美 某一公司推出了基于新光纖材料的窄線寬光纖激光器，其輸出功率可達幾百毫瓦，是當時的窄線寬光纖激光器輸出功率的上百��2008 �，華南理工大學光通信材料研究主持的市科技攻關計劃重點項目“單縱模光纖激光器的研制”取得重要突�，成功研制出輸出功率大于230 mW、輸出線寬小�2 kHz 的單頻窄線寬光纖激� 器，該研究成果的關鍵技術被劉頌豪院士為組的鑒定專家組鑒定為 際水�。由于高性能單縱模窄線寬光纖激光器在軍事等敏感領域有著廣闊的應用需求， 外在核心技術和核心材料方面對我實行禁運，產品進口受到限制，研究研制并建設�(fā)展具有我自主知識產權的單縱模、窄線寬光纖激光器及設備生產線具有極其重要的意義�
1、石油管道預警系�(tǒng)：利用與管道同溝敷設的通信光纜作為分布式土壤振動檢測傳感器，長距離連續(xù)實時�(jiān)測油氣管道沿線的土壤振動情況，在管道沿線4米范圍內形成保護帶，采用系統(tǒng)獨有的管道破壞事件專家數據庫和神經網絡分析識別技�，對可能危害管道安全的動土事件（如：機械施工和打孔盜油等破壞事件）或場站設施的入侵事件進行預警，并準確定位� 2、光纖周界預警：利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技術構建的警戒網絡或者安全報警系�(tǒng)，是一種對威脅公眾安全的突�(fā)事件進行�(jiān)控和警報的現(xiàn)代防御體系。這既反映了現(xiàn)代反恐斗爭的需�，也滿足了我國現(xiàn)階段對周界報警的需求。尤其在大型場所如軍事禁區(qū)、核基地、機場等�，都需要這種很先進的防入侵報警系�(tǒng)� 3、聲學傳�、水聽器：干涉型光纖水聲光纖傳感器陣列在水下軍事應用、魚群探測和保密�(jiān)聽等方面有很大的應用前景，并以極高的靈敏�、抗電磁干擾、無源檢測等�(yōu)越性而引起了世界各國的高度重�，為下一代水聽器的研究開�(fā)和應用的主要方向之一� 4、激光雷達、測�、遙感：基于FMCW和多普勒頻移，可以實�(xiàn)激光連續(xù)波的測距和雷達，其超長的相干距離提供了長距離的遙感方�� 5、相干光通信：窄線寬光纖激光的線寬僅為目前商用通信光源線寬的百萬分之一，這大大減少信道的寬度和信道之間的間距，僅在C波段就可以將光纖通信的信道數提高幾個數量級，此外，窄線寬激光極窄的線寬減小了傳輸過程中光纖的色�，更有利于遠距離傳輸� 6、激光光譜學、大氣吸收測量：可以用來研究譜線的精細和超精細分�、塞曼和斯塔克分�、光位移、碰撞加�、碰撞位移等效應。還可以利用激光觀察到有趣的相干瞬變現(xiàn)象等�� 7、激光種子源：可以耦合進光纖放大器，形成更大輸出功率的單頻激光器�1W�5W而不會改變種源的光學特性�
維庫電子�，電子知識，一查百��
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