基于光环形腔频率响应分析法的激光器波长高精度测量

激光波长的精确测量是实现密集波分复用和高精度激光传感的关键，发展新的波长精确测试技术对于具有重要的科学意义和应用价值。.本项目旨在提出一种基于光环形腔的激光波长高精度测试的新方法，拟利用光环形腔的频率响应特性，研究波长变化下的频响曲线形态特征变化规律，分析两者的对应关系，从而实现对波长微小漂移的测量。为此，我们首先建立光环形腔频率响应特性的等效结构参数模型，研究实现波长测量的途径；然后，进一步探索光环形腔参数提取方法和优化设计方案，研究频响响应测试中的关键技术；最后，实现基于硅基光波导环的波长精确测量。 .这是一种全新的波长测试技术，目前尚未见到其他研究者的相关报道。它可以真正测量光波长的绝对漂移量，具有很高的测量精度，而需要的器件相对容易制备，是一个值得探索的课题。

半导体激光器波长的精确测量在光谱定标和激光传感等领域具有重要的应用价值。本项目在进一步提高测量精度，简化测量系统复杂度，减小测量误差等波长测量关键技术方面进行了探索；并且基于对波长的精确测量，发展了半导体激光器波长控制技术，将其应用于窄线宽激光器和可调谐激光器。我们首先对光环形谐振腔的传输特性和腔内的注入光强增益进行了理论分析与模拟。在谐振条件下，腔内的增益倍数与分光比率成反比关系，并且分光比越小，环形腔的精细度越高，响应的波长测量分辨率也越高。基于频响分析法，测量到0.1pm以下的激光器波长漂移。基于对波长精确测量，我们构建了激光器波长稳定反馈控制电路（激光驱动器），将半导体激光器长时波长稳定性锁定在50MHz以内，实现了超稳频窄线宽半导体激光器模块，模块产品应用于航天某。将激光器波长驱动电路应用于可调谐激光器，对可调谐激光器的波长进行时域编码，实现了７0km内分辨率达到2.5m的光时域反射计。