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   為了獲得不同波長的更高功率的激光，或者是利用更高功率的激光進(jìn)行非線性頻率變換，我們通常都通過光纖放大器進(jìn)行功率放大。但是許多用戶的應(yīng)用場合多激光的線寬有的要求，通常他們會(huì)問道放大過程中，激光的線寬發(fā)生怎樣的變化？光纖放大器會(huì)對種子激光的線寬有展寬嗎？ 

 

      頻準(zhǔn)激光技術(shù)人員設(shè)計(jì)了如下圖(1)方案來測量光纖放大器所引起的線寬展寬。將種子激光分為兩路，一路經(jīng)過AOM移頻和另一路的放大輸出拍頻，即可獲得放大過程引起的線寬展寬疊加在AOM的射頻信號上。          

     

                                    圖（1）測試放大器線寬展寬原理圖

 

      普通的射頻頻譜儀RBW最小為1Hz，最多只能測量到1 Hz的線寬。為了進(jìn)一步擴(kuò)大測量精度，技術(shù)人員將測量到的射頻信號同另一個(gè)頻率相近的穩(wěn)定的射頻信號混頻到10 kHz左右的音頻信號，并使用SR770 FFT分析儀進(jìn)行測量。在RBW為61 mHz時(shí)，測量到的半高全寬為128 mHz，即放大過程的線寬展寬，如下圖（2）所示。實(shí)際上，這種展寬是非常緩慢地頻率波動(dòng)，并不是快速的展寬，它也可以用頻率穩(wěn)定度來表征。

 

 

 

         已經(jīng)得出放大器的展寬為128 mHz （10 W，1064 nm），但按照激光放大受激輻射的原理來講，放大的輸出激光跟隨種子激光，是不會(huì)產(chǎn)生展寬的。那展寬從何而來呢？ 自發(fā)輻射（ASE）是可能的因素，放大器工作過程中，大部分上能級粒子在受激輻射過程中被消耗，也有極少部分以自發(fā)輻射地過程消耗。那會(huì)是ASE嗎？ 技術(shù)人員考慮到實(shí)際測到的線寬展寬是非常慢速的頻率波動(dòng)，覺得ASE并不是直接原因，因?yàn)锳SE的時(shí)間尺度是上能級的壽命。為了驗(yàn)證這個(gè)猜測，技術(shù)人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，測量不同泵浦電流（不同增益，此時(shí)有不同地ASE光譜抑制比）下的拍頻信號的頻率穩(wěn)定度，并用阿蘭標(biāo)準(zhǔn)差表征出來（阿蘭標(biāo)準(zhǔn)差和頻率噪聲功率譜可相互推導(dǎo)，在此不表）如下圖（3）所示。

 

圖（3），不同泵浦電流下的放大器與種子激光拍頻信號的頻率穩(wěn)定度  

     對比不同電流下的拍頻信號頻率穩(wěn)定度，他們高度重合，因而可以認(rèn)為，這種放大器的線寬展寬實(shí)際上與增益不同，驗(yàn)證了這種展寬非ASE噪聲的猜測?？紤]到這種作用的時(shí)間尺度以及它引起的頻率穩(wěn)定度惡化的尺度 （E-15）， 技術(shù)人員認(rèn)為這種展寬是光纖傳輸引起的。通常在放大器中，有>10 m長度的光纖，經(jīng)過這種長度的光纖傳輸，外界溫度以及應(yīng)力的變化，引起光纖折射率以及尺寸的變化，進(jìn)而引起在其中傳輸?shù)募す獾南辔蛔兓布词蔷€寬或者頻率的變化。這也是通常超穩(wěn)激光傳輸所需要考慮的問題。

 

      總體而言，技術(shù)人員認(rèn)為普通光纖放大器（摻Y(jié)b，摻Er，摻Tm）并不會(huì)引起激光線寬的明顯展寬，其量級通常< 1Hz。除非是亞Hz的超穩(wěn)激光才需要考慮放大過程的展寬，普通應(yīng)用可放心使用。

 

      與此同時(shí)，技術(shù)人員在檢索的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也獲得已發(fā)表文章的驗(yàn)證。這些已發(fā)表的文章也打破了頻準(zhǔn)激光技術(shù)人員水一篇文章的幻想。