主動鎖模的穩定機制

文獻上有很多方法來改善上節所提到的雜訊產生，以下列舉幾個 方法:

(A) PZT

由於共振腔長受外在溫度擾動的影響，造成共振腔長的改變, 使得改變後的頻率不符合調變頻率，造成調變頻率與脈衝重 複率的不協調，故我們可以利用把調變頻率與脈衝重複率做 混頻(mixing)所產生的誤差信號，控制外加在 PZT 上的電壓，

使得 PZT 隨電壓不同而擴張或收縮，纏在 PZT 上的光纖長度 也跟著改變，藉此把受外在溫度擾動影響所造成的共振腔長 擾動改變回來，而維持固定的共振腔長，這種方法稱為 Cavity Length Dithering［9］、［10］如圖 2-19 所示。

圖 2-19 PZT 架構圖

(B) Regenerative mode-locking［11］：

承上(A)所述，是利用維持共振腔長來穩定雷射脈衝，而現在 所敘述的方法是隨著因共振腔改變而改變的基頻去調整原本 所調變之頻率的方法，如圖 2-20 所示，由光纖雷射輸出端取 部分比例的光接到光偵測器，經由低雜訊放大器（low-noise amplifier, LNA）放大訊號，再送到高 Q 值的帶通濾波器，

如此一來可以取出共振腔內的光脈衝重複率，並濾掉超模噪 音，此訊號再經過相位偏移器及射頻放大器放大到電光調變 器 半 波 電 壓 的 等 級 後 ， 直 接 驅 動 電 光 調 變 器 ［ 12 ］。

(EO-Modulator)，而脈衝時序和外加調變信號也將達到同步。

圖 2-20 Regenerative mode-locked 架構圖

(C) Fabry-Perot Filter

在 共 振 腔 內 加 入 一 個 Fabry-Perot Filter ， 利 用 調 整 Fabry-Perot Filter 的長度來篩選某一組超模，使其穿透頻 譜間距（free spectral range, FSR）等於諧波鎖模之重複率

Nf0，讓只有一個超模在腔內共振。如圖 2-21 所示，有 N 組的

optical amplifier, SOA），來作為放大光訊號的增益介質之 一，由於半導體光放大器中的載子回復時間（數十到數百個 pico-second）和鉺離子的回復時間（約為 10ms）比起來短很 多 ， 在 雷 射 腔 內 的 作 用 就 像 是 一 個 快 速 飽 和 增 益 （ fast saturation effect）介質。由時域上來看，當能量較大的光 脈衝經過 SOA 時，由於快速飽和的影響而得到較小的增益甚 至不放大，當能量較低的脈衝通過時，則因未達到使其飽和 的水準而得到較大的增益，所以脈衝之間振幅的紊亂度也會 相對減少。

以上四種就是一般目前穩定鎖模摻鉺光纖雷射之脈衝序列的方 法。

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第 3 章 實驗與結果