窄線寬激光二極管線寬測試 - 筱曉光子AOL實驗室? 2023-04-14

激光線寬，指激光光源發射光譜的半高全寬，是光源單色性的量度,精確測量激光器的線寬對于評價單頻激光器的性能非常重要。

在使用半導體激光二極管的時候，如果對激光的線寬有要求，我們就需要關注二極管的驅動電流噪聲。驅動的電流噪聲對激光線寬有很大影響，比如您使用的是普通的DFB類型的激光二極管，線寬約為3MHz，波長調諧系數約為5pm/mA，如果使用的驅動電流噪聲在幾百uA級別，那么帶來的頻率噪聲也會是MHz量級的，則會影響到最終線寬的測量。

因此我們使用200nArms的低噪聲激光驅動電路進行激光線寬度測量。線寬測試采用自外差延時拍頻的方法，測試示意圖如下圖所示。

1550nm窄線寬DFB激光二極管輸出光功率為10mW，經過光纖耦合器C1分成兩路，一路經過延時光纖FDL，另一路經過100MHz的聲光調制器AOM，兩路最終匯合到耦合器C2進行耦合拍頻，通過光電探測器PD進行光電轉換，將信號傳輸到頻譜分析儀SA進行拍頻測量，從而得到待測激光器的線寬拍頻的功率譜信號。

延時光纖的長度為50 km，在測量線寬為4kHz以上的激光時都是足夠的。

如下圖所示，可以看到該二極管的線寬約為60kHz，符合窄線寬DFB的線寬指標。

作為對比，我們使用Thorlabs的ITC4005驅動進行線寬測試，得到的結果如下圖所示，可以看出測得的線寬約為250kHz，ITC4005驅動的電流噪聲約為100uA。

通過對比，我們發現，Thorlabs的ITC4005驅動所帶來的噪聲確實影響了激光器的線寬，將窄線寬DFB激光二極管的線寬參數從100kHz以內增加到了250kHz。