引用本文:

韦佳天,金奇,黎志刚,等. 单频调制的相位调制激光在频率损失下激发的幅频效应[J]. 光通信技术,2024,48(4):31-35.

单频调制的相位调制激光在频率损失下激发的幅频效应

韦佳天,金 奇,黎志刚,李晓晖*,吕宏伟,杨万里,邢宇鹏,杨小亮

(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)

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摘要:鉴于当前对幅频效应的研究主要局限于从时域角度关注脉冲顶部调制,无法全面揭示其在频域或其它维度上的特性,从单频激光相位调制模型出发,结合理论仿真和实验验证,从波形强度调制度、激发的幅度调制信号强度和频谱分布变化等角度,研究了单阶次频率损失、整体频率损失以及调制深度变化对幅频效应激发的影响。研究结果表明,随着相位调制激光偏离滤波器中心位置距离增大,波形强度调制度随之增强,但激发的调制信号强度则呈现先上升后下降的趋势;与单阶次频率损失相比,整体频率损失所激发的幅频效应中,调制信号主要集中在基频和二次谐波上;此外,调制深度的增加会导致光谱宽度增大以及激发的调制信号强度增强。

关键词:幅频效应;相位调制激光;滤波

中图分类号:TN91 文献标志码:文章编号:1002-5561(2024)04-0031-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2024.04.006

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这篇文章主要探讨了相位调制激光在传输过程中因频率损失引发的幅频效应,并通过理论仿真和实验验证进行了深入分析。以下是文件的核心内容提炼:

  1. 研究背景与意义

    • 背景:在高功率激光驱动装置中,为了抑制受激布里渊散射(SBS)和满足光谱色匀滑(SSD)需求,常对单频激光脉冲进行相位调制以展宽光谱。然而,这种调制在传输过程中会产生幅频(FM-to-AM)效应,影响激光系统的运行安全和实验效果。

    • 意义:现有研究多关注高功率激光驱动装置中的脉冲顶部调制情况,缺乏对频率域和连续光领域应用的全面分析。本文旨在填补这一空白,提供对FM-to-AM效应更全面的理解。

  2. 研究方法

    • 理论仿真:基于单频激光相位调制模型,结合超高斯波形滤波曲线,研究单阶次频率损失、整体频率损失及调制深度变化对FM-to-AM效应的影响。

    • 实验验证:搭建实验装置,通过测量相位调制激光通过滤波器后的激发AM信号频谱分布和射频功率,验证仿真结果。

  3. 主要发现

    • 单阶次频率损失:容易激发多种不同阶次的谐波调制,调制深度影响时域调制表现。

    • 整体频率损失:激发的AM信号频谱主要集中在基频和二次谐波上;随着相位调制激光偏离滤波器中心,波形强度调制度增加,但激发的AM信号强度先增后减。

    • 调制深度的影响:调制深度增加导致波形调制强度和激发的AM信号强度均增强,光谱展宽也随之增加。

  4. 实验结果与分析

    • 实验结果与仿真结果一致,验证了仿真模型的准确性。

    • 相位调制激光偏离滤波器中心时,激发的AM信号频谱以基频为主,随着偏离距离增加,频谱分布发生变化。

    • AM信号的射频功率随偏离距离先增后减,与仿真预测相符。

  5. 结论与展望

    • 本文深入分析了单频调制相位调制激光在频率损失下的幅频效应,为相关领域的进一步研究提供了理论基础和实验依据。

    • 研究成果不仅有助于抑制高功率激光驱动装置中的FM-to-AM效应,还可能启发基于该效应的新应用。

  6. 应用前景

    • 该研究对于提高高功率激光系统的稳定性和效率具有重要意义,可能推动光纤激光器、非线性频率变换等领域的技术进步。