傅里叶域锁模激光器(FDML)
FDML是一种克服空腔集聚动力学的物理极限的激光器。其背后的思想是将光在激光腔中循环的光学往返时间(激光谐振腔的渡越时间与光学带通的滤波扫描操作周期同步,这意味着具有一定波长的光通过光学带通滤波器传输,然后通过一个很长的激光腔传播,由光学延迟线实现。 同时,光学带通滤波器被扫过整个周期,覆盖所有所需的波长,当光回到滤波器时,滤波器再次发送这个波长,但现在已经用于下一个波长扫描了,这意味着光不需要从ASE背景中积累,它仍然存在于最后一次波长扫描中。换句话说,整个波长扫描被光学存储在激光腔内,FDML激光器的设置与常规的可调谐扫描激光器相同,另外还有一条很长的光延迟线,通常使用单模光纤的线轴,为了使所有波长分量在同一频率下循环,必须补偿光纤延迟线的色散。 补偿越好,激光内部光子的有效往返次数越高,扫描源的性能越好。

FDML激光器的电路图
FDML的优点
1.有效往返次数高导致重复光谱滤波(模式竞争)的影响,使FDML激光器的谱线宽远小于具有相同装置的标准可调谐激光器, 较窄的线宽提高了OCT中的滚降性能,提升了测距深度;
2.激光从最后一次往返中再次扫描,FDML保持一个真实的固定激光工作状态,这降低了激光的相对强度噪声(RIN),从而可实现高速扫描和低相对噪声的兼得;
- 激光增益介质的良好饱和使输出功率达到100mW以上,提高了OCT应用中的噪声灵敏度,其中高功率入射在样品上是可容忍的;
- 与VCSEL源和标准可调谐激光器相比,FDML中激光增益介质和滤波元件的分离使系统设计更加灵活。 在后两种情况下,增益介质必须非常短,因此通常只能使用半导体介质。 在FDML中,几乎所有的激光增益介质都可以使用,即便是长度高达米的介质,如稀土掺杂光纤放大器、非线性拉曼放大器等。这使得目标波长的设计更加灵活;正如前面提到的,提高了可实现的输出功率数量级;并且可以大大降低ASE背景噪声。
- FDML激光器在波长调谐操作方面的高扫描扫描重复性使OCT系统中的硬件时钟变得不必要,并降低了系统成本;
6.特别是在1,300和1,550nm处,FDML激光器完全由标准电信组件组成,这导致了非常长的寿命和高可靠性;