單頻光纖激光器是一種基于半導體激光器泵浦,稀土摻雜光纖作為增益介質,結合相對復雜的控制技術的高精密單縱模超窄線寬激光光源,能提供低的相位噪聲和相對強度噪聲,窄的頻譜線寬和長相干長度。
所謂窄線寬激光器,是通過可調濾波器、F-B濾波器、Bragg光柵等波長選擇器對增益譜內起振的縱模數進行限制,只讓滿足特定條件的少數幾個縱模,甚至只有一個縱模發生激光振蕩。窄線寬光纖激光器的輸出光具有高的時間相干性和低的相位噪聲,使得其在高分辨干涉儀、相干通信、光纖傳感和激光等領域具有重要的應用。

在光纖通信中,目前商用光源的激光線寬為0.2 nm (20 dB),盡管DWDM 技術的應用大大提高了信息傳輸的信道數,但由于信號光源激光線寬的限制,其在C波段也僅有80 信道。為了適應當前和未來社會對于海量信息傳輸和處理的要求,需要不斷拓展光纖的帶寬(如,當前世界各 正在研究的超寬帶(S+C+L)光傳輸技術)。利用單縱模窄線寬光纖激光器作為通信光源,為我們解決該問題提供了另一種技術途徑。單縱模窄線寬光纖激光的線寬僅為目前商用通信光源線寬的十萬分之一,這可以大大減少信道的寬和信道之間的間距,僅在C波段可以將光纖通信的信道數提高幾個數量級,此外,該激光器窄的線寬減小了傳輸過程中光纖的色散,更有利于遠距離傳輸。

窄線寬光纖激光器,另一個亮點是可以實現線性頻率調制。在激光諧振腔上面增加一個PZT電路,在外部正弦波長電壓的驅動下,會帶動PZT對諧振腔的長度進行線性拉伸,從而實現激光輸出頻率的改變。這在基于FMCW原理和PGC解調各種系統中有著十分重要的應用。PZT調制的一個優勢,是可以實現快速的調制,一般可以達到20Khz甚至更高,這取決于PZT器件的性能。另外,窄線寬光纖激光器的調頻,不同于半導體激光器的原理,它不會出現后者“伴生調幅”現象帶來的輸出功率的波動,這在很多應用中無疑是至關重要的。

單縱模窄線寬光纖激光器是指激光以腔內振動單一縱模的形式輸出,其特征是激光光譜線寬非常狹窄,可達到10-8 nm,比現有窄線寬DFB 激光器的線寬還要窄兩個數量級,比目前光通信網絡中DWDM信號光源的線寬要窄5~6個數量級。
聲學傳感、水聽器:干涉型光纖水聲光纖傳感器陣列在水下應用、魚群探測和保密等方面有很大的應用前景,并以高的靈敏度、抗電磁干擾、無源檢測等性而引起了的高度重視,為下一代水聽器的研究開發和應用的主要方向之一。