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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子会议(CLEO/Europe-EQEC) - 傅里叶域锁模激光器超稳定工作状态的建模

DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8873213 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 傅里叶域锁模（FDML）光纤激光器是具有创纪录扫描速度的宽带波长可调谐环形系统。其工作原理是通过将光纤延迟腔中光场的往返时间与可调谐法布里-珀罗（FP）带通滤波器的扫描周期进行同步来实现激光输出。自2006年发明以来，FDML激光器显著提升了光学相干断层扫描（OCT）及各类传感应用的能力。然而，其物理相干极限（如最大可实现相干长度）仍属未知。近期实验实现的超过100纳米带宽的高相干工作模式[1]（称为"甜点"）是突破该极限的重要进展。"甜点"工作模式以激光强度迹线中近乎散粒噪声限的波动特性及显著增强的相干性为特征，而传统FDML激光系统中高频噪声会导致强度迹线畸变并降低相干长度。这种超低噪声工作状态是通过手动微调啁啾光纤布拉格光栅实现近乎完美的光纤色散补偿，以及将FP滤波器扫描速率同步精度控制在毫赫兹范围内实现的。偏振效应则通过保偏半导体光放大器（SOA）增益介质和偏振控制器进行调控。
作者： Mark Schmidt，Tom Pfeiffer，Christin Grill，Robert Huber，Christian Jirauschek
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究傅里叶域模式锁定（FDML）激光器的超稳定工作状态，以理解其物理相干极限并提升光学相干断层扫描（OCT）及各类传感应用的性能。

研究成果

该研究从理论上阐明了FDML激光器中甜点工作模式的原理，揭示了移动FP滤波器的频率相关群延迟能够稳定环形系统中的累积扰动。这一发现对高相干性FDML激光器的进一步发展至关重要，并解决了FDML频率梳的可行性问题以及通过扫描压缩产生傅里叶极限脉冲的可能性。

研究不足

该研究的局限性在于需要几乎完美的光纤色散补偿以及FP滤波器的高度同步扫描速率，这在实际应用中可能难以实现。

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