光纤陀螺仪[1]（FOG）作为一种基于萨格纳克效应[2]的全固态惯性传感器，是现代高精度惯性导航和姿态控制系统的核心技术。它们具有许多优点——没有机械运动部件、快速初始化、宽动态范围、对冲击和振动的强抗性[3]以及长工作寿命。提高FOG灵敏度和长期稳定性的努力从根本上受到光源性能的限制，特别是放大自发辐射（ASE）源的性能。
宽带ASE[4]源已成为高精度和高稳定性FOG的关键设备。其宽光谱带宽可以有效抑制由后向散射[5]和克尔效应引起的相位偏移[6]，同时其低相干性减少了极化依赖性噪声。因此，大量研究工作集中在优化ASE光谱特性、提高功率稳定性、降低噪声以及推进紧凑和集成实现[7]上。在这些努力中，FOG性能的改进和光子技术的发展不断取得进展。在典型的ASE源中，不稳定性主要源于三种机制[8]：（1）激光二极管（LD）特性的波动，如输出功率、中心波长和偏振；（2）光纤组件[9]（包括波长分频复用器、带通滤波器、反射器和隔离器）的温度依赖性变化；以及（3）掺铒光纤（EDF）增益[10]的固有热依赖性。
已经报道了几种减轻温度诱导的光谱和功率漂移的方法[11]。（1）通过优化EDF参数[12]——具体来说是通过使用气相掺杂（VPD）精确控制掺杂浓度和光纤长度——郭[13]等人实现了仅14.2 ppm的ASE波长变化和低至0.12 ppm/°C的热漂移率。（2）李的团队[3]创新地将长周期光纤光栅（LPFG）与萨格纳克环集成，开发了一种新型光纤滤波器结构。实验结果表明，该设计在整个温度范围内的平均波长变化率仅为0.016纳米/°C，同时保持了超过40纳米的3分贝（dB）带宽。（3）Skalsky[2]等人通过调整光纤端面的角度依赖性反射率，实现了130 ppm的波长偏移、1.3 ppm/°C的热稳定性和22%的LD转换效率的平衡性能组合。
尽管取得了这些进展，现有的解决方案通常会导致系统复杂性增加、成本升高或不可避免的性能权衡。为了解决这些限制，我们提出了一种新的ASE架构，同时实现了高输出功率和增强的热稳定性。
本文提出了一种创新的宽温度波长选择性反射（WTWSR）架构，将波长分频复用器（WDM）、光学滤波器和高反射率镜子单片集成到一个紧凑的模块化组件中。所提出的配置表现出出色的热稳定性，在整个工作温度范围内平均波长漂移率低于0.1 ppm/°C。通过系统的理论建模和LD功率与ASE光谱/功率特性之间的定量相关性分析，我们开发了一种用于974纳米LD稳定的先进双光纤布拉格光栅（FBG）架构。优化后的系统实现了卓越的性能指标：（1）ASE源的持续输出功率超过25毫瓦（mW），在-25°C至+60°C的扩展温度范围内的总功率波动小于5%；（2）LD到ASE的转换效率超过20%。这些技术突破为高稳定性LD和ASE源的发展树立了新的范例，为下一代需要超稳定热性能和光谱性能的高精度FOG提供了关键的技术支持。
