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随着激光技术的进步,单频光纤激光器凭借高单色性、高相干性以及低噪声等优点在探测领域应用广泛。其中1μm波段激光器由于具有出色的远场光束特性和和大气传输特性,以及较低的空间背景噪声,常常被用于激光制导、空间探测等高科技领域。本文以实验室自制的Yb:YAG晶体衍生光纤为基础,搭建了DBR单频光纤激光器的光路,针对其表现出的输出稳定性较差的问题,又设计了恒流电路、温控系统以及机械外壳,完成装配后对基于Yb:YAG晶体衍生光纤的1064nm波长DBR单频光纤激光器样机重新进行了相关研究,详细内容如下文所述。首先使用拉丝塔通过“二次拉制”的方法获得了性能出色的Yb:YAG晶体衍生光纤,基于此光纤搭建了 DBR单频光纤激光器的种子光路,并通过接入放大光路对其功率进行放大。通过简单的固定方式搭建起DBR光纤激光器的裸机后,对其进行了初步的性能测试。测试结果显示,其OSNR约为59dB,中心波长1064.43nm,3小时内波长漂移量为5pm;当种子光的泵浦功率为79mW时,获得了 13.3mW的功率输出,接入放大光路后,当放大光路的泵浦功率为180mW时,输出功率为102.2mW,且3小时内的功率波动为0.26%;受限于温控模块的封装不够严密,在实现单模方面对环境的要求较高,在关闭空调风机等对环境稳定性影响较大的仪器后,在20℃的温度下实现了单模输出;采用延迟自外差法测得其线宽为4kHz。实验中发现激光器的输出功率、波长的波动明显,另外在实现单模时对实验环境稳定性要求较高,引发以上问题主要与LD泵浦输出不稳定、谐振腔的温控模块温控效果差、激光器光路的抗干扰能力弱有关。然后针对激光器裸机实验中出现的问题为其设计了 LD泵浦恒流驱动电路以及TEC温控电路,并为其设计了隔热隔振效果更好的谐振腔温控盒和机械外壳,谐振腔采用软胶固定的方式来减轻外部冲击对其造成影响,并且为了降低DBR单频光纤激光器的操作难度,激光器搭载了一套LabVIEW上位机控制程序,来对谐振腔的温度以及LD输出电流进行调节。经过以上几方面的改进后,对光路、电路板和机械外壳进行装配后获得了一台激光器样机。最后使用同样的仪器在同样的温度下对激光器样机进行了性能测试。测试结果显示,其OSNR约为63dB,中心波长1064.46nm,48小时内波长漂移量为2pm;当种子光的泵浦功率为79mW时,获得了13.5mW的功率输出,接入放大光路后,在与激光器裸机相同的泵浦功率下,输出功率为105.6mW,且48小时内的功率波动为0.096%;在正常的实验环境下,谐振腔温度设置为20℃时获得了线宽为3kHz的稳定单模输出;在相对强度噪声方面,当频率超过3.2 MHz后,RIN稳定在-110dB/Hz;频率噪声方面,白噪声低至10√Hz,1/f噪声在50kHz见底。测试结果显示,Yb:YAG晶体衍生光纤是一种具有很好应用前景的光纤,基于Yb:YAG晶体衍生光纤的DBR单频光纤激光器经过改进后,在输出稳定性方面明显提高。