用于多模态非线性光学显微成像的增益管理放大全光纤飞秒激光技术

基于增益管理非线性放大的机制,求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真,研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明,优化预啁啾量和种子光强度,可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非线性效应的共同作用下,输出光脉冲的频谱会迅速展宽数倍并带有线性啁啾,进而脉冲可被压缩至近傅里叶变换极限。为验证该超短脉冲产生方式的可行性,采用仿真结果中的最佳参数设置,成功设计并搭建了一台高能量、短脉宽、高质量的超快光纤光源。该光源可实现中心波长为1060 nm、重复频率为35 MHz、平均功率为267.4 mW以及脉冲宽度仅为39.5 fs的激光输出,与仿真结果高度一致。同现有的超短脉冲产生方式相比,本实验装置的结构更简单、造价更低、装置更紧凑、产生光束品质更佳。

高峰值功率GMN飞秒光纤激光器研究进展(特邀)

高峰值功率飞秒光纤激光器在高精度工业制造、生物医学、国防、航空航天等领域有着广泛的应用。目前,产生高峰值功率飞秒光纤激光的主要方法是啁啾脉冲放大技术和非线性脉冲放大技术,然而前者虽然能够产生单脉冲能量大于1 mJ的飞秒脉冲,但受限于增益窄化效应,产生的脉冲持续时间通常大于200 fs。后者虽然能够产生持续时间~50 fs的脉冲,但整体设计比较复杂,限制了其应用范围。随着国内外相关工作的长期积累以及激光器件等硬件能力的提升,科研人员提出了一种基于增益管理非线性(Gain-Managed Nonlinear,GMN)放大的方案,这项技术能够以简单的系统设计产生持续时间小于50 fs的脉冲,还能保证紧凑的系统结构。综述了增益管理非线性放大技术的理论研究进展,总结了国内外不同设计结构的增益管理非线性放大系统研究进展,最后对增益管理非线性放大系统的应用进行了展开分析,展望了其在未来的发展方向。进一步分析了泵浦波长、泵浦方式对增益管理非线性放大的影响,提出了一种全光纤一体化的增益管理非线性放大系统,并利用该系统进行了超连续谱产生的应用研究。

40 Gbit/s光纤通信系统的光放和色散管理研究

伴随着传输距离和传输速率的提升,光放和色散管理已成为光纤通信系统中非常重要的影响因素。在40Gbit/s光纤通信系统逐渐替代10Gbit/s系统的过程中,通信系统对非线性抵抗性和色散管理提出了更高的要求。文章通过对3种色散管理方案进行对比,讨论了40Gbit/s光纤通信系统中的不同色散管理方案下的输入光功率对光纤传输系统的Q值、误码率和光信噪比的影响,并且发现中置放大的色散补偿方案具有更好的Q值和信噪比,更适合超长距离光纤通信系统。

超高速超大容量超长距离光传输基础理论与关键技术研究

超高速超大容量超长距离(3U)光传输作为一种新型光通信模式,推动了下一代互联网和宽带移动通信网的发展和技术进步,已成为国际高科技知识产权竞争的焦点和制高点。从3U光传输研究的背景与意义出发,给出了3U光传输的3个科学问题,并介绍了3U光传输的体系架构、研究的基础理论与关键技术,最后介绍了3U光传输的实验验证平台和在该平台上完成的重要实验以及产学研结合创新成果的产业化应用范例。

基于预啁啾管理放大的掺镱锁模光纤激光器

报导了一种采用预啁啾管理放大技术实现的百飞秒级掺镱光纤激光器系统。该系统首先利用非线性偏振旋转技术搭建锁模种子激光,实现重复频率为82.3 MHz、压缩后脉宽接近180fs的近线性啁啾稳定脉冲序列。种子脉冲通过预放大级和预啁啾管理放大级后获得了平均功率为12 W、压缩后脉宽低于100fs的脉冲。经过预啁啾管理放大级的压缩后脉冲宽度明显优于种子激光的压缩后脉冲宽度。