1． 序言
    激光遥感分为两类：自由光束传输和导波传输。对于第一种方式，探测光束会原路反射或通过镜面发生散射或漫反射。另外一种方式，光会在限定介质中被引导传输。在这两种情况下，脉冲激光器光束和连续谱激光器光束都可以使用。在传感检测中，相位控制是非常重要的，因此低噪声激光器是关键因素。由于这个原因，坚固耐用、小尺寸、高效率的电信级半导体激光器（SCL）在传感领域被高度关注。然而其高相位噪声水平限制了其在精确传感系统中的应用。对于标准的SCL，频率噪声的能量谱密度揭示了其成因有二：延伸至GHz的白频噪声和低频下的闪烁频率噪声。而且，自由运行激光器的名义频率会随着时间和环境条件而发生漂移。
    我们通过锁定激光器的名义频率至一个稳定的鉴频器这种技术来改进激光器的名义性能。在要求激光器的线宽小于10KHz量级的应用中，我们设计和封装了一个超窄线宽的光滤波器，该滤波器基于光纤相移布拉格光栅技术，被用做鉴频器。.用低噪声、高电流值的电流源来驱动会产生数百KHz的自然线宽的SCL，可以使激光线宽降至数KHz。对其他的应用而言，保证激光的频率在某一特定值的长期稳定性非常重要。在这些案例中，被选择的鉴频器是一个分子或原子基准线，可以获得数10MHz精度和数百KHz稳定性。
    下文为TeraXion的超窄线宽半导体激光器和频率控制激光器的原理和性能的总结。
2．高性能的激光器模块
2.1． 电信级半导体激光器
    1.5um波段的电信级商用半导体激光器，由于其高可靠性和寿命等特性引起传感应用的高度兴趣。其固有线宽低至数百KHz，且与光纤激光器相比，其相对强度噪声性能优越。在1550nm波段，半导体激光器的光功率可达80mW，并且可用EDFA放大。并因此可以通过温度或注入电流调制对波长进行宽带调节，其频率可调谐至数个GHz。
2.2． 高性能电子
    为了获得最好的线宽、频率稳定性和相对强度噪声性能，关键之处在于温控装置和半导体激光器的驱动电源要有极低的噪声电子。需要适当调整温度锁定回路控制器以避免温度震荡导致的激光器自由运行频率稳定度的劣化。激光器的线宽高度依赖于驱动激光器的电流源的噪声。因此，设计必须最小化噪声，从而避免降级激光光源的固有线宽。这些高性能电子已经被设计进TeraXion的解决方案中。
2.3．激光器模块解决方案的性能
    上述的电子和电信级半导体激光器一起被集成进一个标准的激光模块。该模块被恒定的注入电流驱动，温度也保持恒定。这些参数可通过软件接口调整。外部接口可直接调制激光器的注入电流，调制带宽达40MHz。
  图1（左）为典型的相对强度噪声示意图。在1kHz-100kHz范围，相对强度噪声和频率成反比关系，在100kHz-1GHz范围，相对强度噪声趋于稳定值160dB/Hz。图一（右）黑实线为典型的自外差谱，黑虚线为拟合voigt线型近似。该谱为激光和有一定时延的激光备份的卷积。绿线所示激光谱即为该方法计算的结果。典型线宽值在300-500Khz之间。
  
  Figure 1: Relative intensity noise and laser lineshape
  measured though self-heterodyne technique for the Laser Module