激光技术2024,Vol.48Issue(6) :771-776.DOI:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.06.001

基于保偏布喇格光栅的窄线宽半导体激光器

Narrow linewidth semiconductor laser based on polarization maintaining Bragg grating

陈加齐 陈超 孙晶晶 张建伟 刘朝晖 赵佳欣 杜明远 李向尚 秦莉 宁永强 王立军
激光技术2024,Vol.48Issue(6) :771-776.DOI:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.06.001

基于保偏布喇格光栅的窄线宽半导体激光器

Narrow linewidth semiconductor laser based on polarization maintaining Bragg grating

陈加齐 1陈超 2孙晶晶 1张建伟 2刘朝晖 1赵佳欣 3杜明远 3李向尚 4秦莉 2宁永强 2王立军2
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作者信息

  • 1. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室,长春 130033,中国;中国科学院大学 光电学院,北京 100049,中国
  • 2. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室,长春 130033,中国
  • 3. 吉林大学 电子科学与工程学院,长春 130012,中国
  • 4. 长春理工大学物理学院,长春 130013,中国
  • 折叠

摘要

为了研制面向量子精密测量应用的近红外波段光纤光栅外腔半导体激光器,采用独立设计的高偏振依赖增益芯片和双折射光纤布喇格光栅,通过法布里-珀罗等效谐振腔模型,系统分析了光栅反射率、外腔和芯片长度对激光线宽的影响.结果表明,所研制激光器实现了 54.46 mW的输出功率、58.88 dB的边模抑制比和24.46 dB的偏振消光比,利用延迟自外差拍频方法测得的洛伦兹线宽低至2.69 kHz.此研究为独立设计制备分立器件的单频窄线宽外腔半导体激光器提供参考,有望应用于雷达成像、陀螺仪、磁力仪和原子钟等量子精密测量领域.

Abstract

In order to develop a near-infrared band fiber grating external cavity semiconductor laser for quantum precision measurement applications,a high polarization dependent gain chip and a birefringent fiber Bragg grating were designed independently,the effects of grating reflectivity,external cavity,and chip length on laser linewidth were systematically analyzed based on the Fabry-Pérot equivalent resonant cavity model.The results showe that the developed laser achieves an output power of 54.46 mW,a side mode suppression ratio of 58.88 dB,and a polarization extinction ratio of 24.46 dB.The Lorentz linewidth measured is 2.69 kHz by delayed self-heterodyne beat frequency method.This study provides a reference for the single frequency narrow linewidth external cavity semiconductor lasers with independent design and preparation of discrete devices,and is expected to be used in quantum precision measurement fields such as radar imaging,gyroscopes,magnetometers,and atomic clocks.

关键词

激光器/窄线宽/延迟自外差拍频/量子精密测量

Key words

lasers/narrow linewidth/self-heterodyne beat frequency/quantum precision measurement

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出版年

2024
激光技术
西南技术物理研究所

激光技术

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.786
ISSN:1001-3806
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