空间用光纤激光发射器技术进展

<p>　　美国航空航天局戈达德太空飞行中心（NASA’s Goddard Space Flight Center —GSFC）致力于大气中二氧化碳遥感应用的激光发射器设计的技术准备，数年来GSFC一直在开发机载二氧化碳雷达装备，验证仪器和测量技术的有效性，链接科学模型与仪器性能。最终目标是使空基卫星测量数据覆盖全球，为了实现这一点，必须验证所有器件的技术准备和性能，并验证满足信噪比要求链路所需要的功率缩放。迄今为止，所有的仪器组件都已被证明满足激光发射器的性能要求。本项目中我们正在研究一种基于光纤的主振荡功率放大器（MOPA）激光发射器架构，我们将开发强化封装并执行相关的环境测试来验证TRL-6，本文将回顾激光发射器构架以及激光发射器的性能和封装取得的进展。 </p><p>　　表2  激光发射器光学性能要求 　　</p><p align="center">   </p><p>　　表2概述了激光发射器的光学性能要求，这些要求来源于二氧化碳测量和仪器结构的科学目标，决定采用主振荡器功率放大器（MOPA）激光构架是因为复杂的频谱要求，决定采用掺铒光纤放大器（EDFA）实现功率放大是因为技术成熟度和之前的性能验证。 </p><p>　　总体构架由三个模块组成：一个种子激光器模块、一个前置放大器模块、八个平行功率放大器模块。种子模块是能够实现多阶波长、连续波输出的二极管源。前置放大器模块包括多个掺铒光纤放大器（EDFA）级、调幅和将信号分成8个不同输出光纤的信号分频器。每个前置放大器输出光纤馈送一个功率放大器模块。 </p><p>　　目前这两种方法有望达到激光发射器的全部性能目标，额外的优化仍有待完成包括SBS阈值、电光转换效率、ASE和光纤长度等。针对后续的放大器脉冲整形需要完成实现一个矩形脉冲最终输出。 　　</p><p>　　图6  种子激光器构架示意图 </p><p align="center"> </p><br />