【《基于领结型半波耦合器的可调谐激光器基本结构及其工作原理分析》3300字】_第1页
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)可以看出，为了保证激光器的单纵模激射，应当设计使激光器的自由光谱范围不小于材料的增益谱宽度，由此才能保证在增益谱范围内，仅有一个谐振峰同时满足两法珀腔的谐振条件，该谐振峰将在模式竞争中获得最大增益并最终从激光器中出射，激光器由此实现单纵模输出。其原理如图2.4所示。图2.4激光器单模输出及游标效应原理图对于耦合腔类激光器而言，两个谐振腔之间需要满足一定的耦合关系，才能够实现高边模抑制比的单纵模激光输出。因此在耦合腔类激光器中引入半波耦合器十分必要。领结型半波耦合器的结构如前文所述，其在激光器中的主要作用是引入了值为π的整数倍的耦合相位。在这种耦合器中，除了光场的相位差恰为π的整数倍的波长外，其余波长的光均有不同程度的损耗，随着在腔内多次往返振荡后，这些波长的光将被抑制，激光器输出的单模特性将进一步得到提升。耦合腔结构和半波耦合器的引入保证了激光器的单模输出，接下来将进一步介绍激光器信道切换的主要原理，即游标效应。游标，即游动测微标尺，是应用于测绘仪器上的常用测微设备，它能够将微小的间距放大，实现更加精密的微小量的测量。游标效应（Verniereffect），顾名思义，与游标的工作原理相似，同样能够将原本微小的差异放大。如前所述，本研究中使用的激光器具有两个腔长略有不同的法珀腔，分别对应了两个频率间隔略有不同的频率梳状谱，如图2.4所示，其中只有在增益谱范围内，两个梳状谱重叠的谐振峰在模式竞争中胜出。我们可以直观地发现，若要改变激光器的输出波长，只需改变这个重叠的谐振峰的位置即可。最简单的方法是：保持一个法珀腔的频率梳状谱不变，通过调谐使另一个法珀腔的频率梳状谱发生一定量的移动，将二者的重叠谐振峰移动到固定频谱上临近的下一个位置即可。通常的做法是，保持固定增益腔的频率梳状谱不动，移动信道选择腔的频率梳状谱，使信道选择腔的下一个谐振峰与固定增益腔临近的下一个谐振峰重合，激光器信道的间隔即为固定增益腔所确定的频率间隔。由此，只需要使信道选择腔的谐振频率产生的变化，即可使输出信道的频率发生大小约的跳变，在此过程中，频率变化被放大了，该值即为游标效应所引入的放大因子。在实际设计中，通常将长短腔的腔长差设置为5%或10%，通过计算可知，相对应的游标效应放大倍数分别为20倍和10倍。可以看出，上文所确定的激光器的自由光谱范围，同时也是游标效应所允许的信道调谐范围。一旦超出激光器的自由光谱范围，信道的调谐方向和切换前后信道的间隔将发生一次跳变，此后继续调谐，理论上，信道的切换将与上一段自由光谱范围内的表现相同。另外，除了上述方法，以相同速率同方向移动两个法珀腔的频率梳状谱，同样也会使激光器的输出波长发生变化，理论上可以实现小范围的准连续波长调谐，但是其作用原理与游标效应并无关系。本研究主要

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