基于石墨烯可饱和吸收体的掺铒光纤环形腔脉冲激光器

利用新型材料石墨烯作为可饱和吸收体,设计了用于光纤通信和材料加工的环形腔结构脉冲光纤激光器,实验研究了石墨烯可饱和吸收产生脉冲输出的原理以及输出脉冲激光的特性。通过激光诱导沉积法将石墨烯材料转移到光纤端面并将其置于环形激光腔结构中;采用974nm半导体激光器作为抽运源,掺铒光纤作为增益介质,调节偏振控制器的角度得到了稳定的锁模输出脉冲。获得的锁模脉冲中心波长为1 560.1nm,重复频率为7.89MHz,脉冲光谱3dB带宽为0.27nm,脉冲宽度为14.7ps。实验显示,由于石墨烯具有良好的可饱和吸收性能,损伤阈值比较高,有望取代单壁碳纳米管成为一种新型的激光锁模材料。

石墨烯锁模掺铒光纤脉冲激光器的实验研究

利用高分子聚合物聚乙烯醇(PVA)易成膜且机械性能优良的特点,将微米尺寸的石墨烯薄片制成大尺寸的石墨烯-PVA薄膜。分别测量了石墨烯-PVA薄膜与石墨烯片的拉曼光谱,发现二者具有同样的特征。研制了用该石墨烯-PVA薄膜作为饱和吸收体,具有环形腔结构的被动锁模掺铒光纤激光器,获得了峰值波长1532.75 nm,重复频率8.7 MHz,脉冲宽度10.29 ps的脉冲序列。

应用于RDTS系统的MOPA全光纤脉冲激光器

为了满足分布式光纤拉曼温度传感(RDTS)器对前级光源的需求,采用主振荡功率放大(MOPA)技术,研制了一台中心波长为1550 nm的全光纤脉冲激光器。激光器的光纤放大器分为两级结构,采用前向抽运方式。光纤脉冲激光器的输出峰值功率在0~10 W范围内可调,线宽为0.32 nm,信噪比大于25 dB,且输出光脉冲的脉宽、频率均可调节。使用自制的光纤激光器进行2 km基于拉曼散射的光纤分布式测温实验,解调的温度信号具有不大于±1℃的测量精度,并且测温周期最短可达1.31 s,满足实际运用需求。

高功率脉冲双包层光纤激光器的新进展

对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟。分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡-放大(MOPA)方法获得133.8 W平均功率脉冲放大输出的实验结果。

基于光纤二维材料集成器件的脉冲激光器及外场调控(特邀)

脉冲光纤激光器在加工、光通信、生物医学、非线性研究等领域有很大的应用前景,所以得到了广泛的关注。为了得到脉冲激光输出需要使用饱和吸收体,其中二维材料具有独特的光电特性,在光学和光电器件中已经有很多的应用,尤其是二维材料具备良好的饱和吸收,制备工艺简单,易与光纤系统集成,工作波长宽等特点,被广泛地应用于脉冲光纤激光器。文中回顾了二维材料和光纤的集成方式以及相应的脉冲光纤激光器的输出特性,并且对这类脉冲光纤激光器进行了外场调控的研究。

高能量脉冲光纤激光器的研究进展及其应用

综述了高能量、高峰值功率的脉冲光纤激光器。详细介绍了实现高能量脉冲输出的光纤调Q技术、光纤脉冲主振荡功率放大技术的原理和国内外研究进展,以及高能量脉冲光纤激光器的前景和应用。

全光纤化高功率线偏振掺镱脉冲光纤激光器

建立了双包层调Q光纤激光器的速率方程,并利用一个全光纤化的声光调Q光纤激光器作为种子源,双包层掺镱保偏光纤作为增益介质,研制了一个全光纤化的高功率线偏振掺镱脉冲光纤激光器。在泵浦功率38.4 W,偏振种子激光功率0.6 W,重复频率40 kHz,脉冲宽度为30 ns时,获得了偏振激光输出29.8 W,偏振消光比大于10 dB。在高功率输出时,激光光束质量因子(M2)达到了1.32。

基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器

报道了基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器，通过改变驱动信号，可获得不同特性的脉冲激光输出。当重复频率为10kHz时，脉冲宽度在3～900ns可调。在脉冲宽度为65ns时，获得1．24w的平均功率输出，单脉冲能量0．13mJ，峰值功率2kW。当重复频率为100Hz时，可获得脉冲宽度为86ns、平均功率84mw的输出，单脉冲能量0．84mJ，峰值功率10kW。该激光器结构简单，可以通过调制方便地改变激光参数，可作为进一步放大、压缩脉冲和提高重复频率的种子源。

全光纤结构的2.8μm增益开关激光器

波长为2.8μm的中红外脉冲激光器在科研及生物医疗领域具有重要应用.自主研制基于增益开关的976 nm高功率脉冲激光器,并以此为泵浦源,两端刻有光纤光栅的Er^(3+):ZBLAN(ZrF_(4)-BaF_(2)-LaF_(3)-AlF_(3)-NaF)光纤线型腔作为振荡器,通过级联增益开关的方式,实现了全光纤结构的2.8μm增益开关激光器.输出脉冲的重复频率为50 kHz,脉宽为1.27μs,最大输出功率为175.2 mW,相应的脉冲能量为3.54μJ.由于采用增益开关和光放大方案制备的976 nm泵浦源输出稳定性较高,与采用传统电调制泵浦源方案相比,利用本研究泵浦源方案实现的2.8μm增益开关激光器具有更高的输出脉冲稳定性.该工作从提升输出特性方面拓展了2.8μm全光纤增益开关激光器的研究,并为其他波段增益开关激光器在提高输出脉冲稳定性方面提供了有益借鉴方案.

不锈钢箔的脉冲光纤激光器精密微孔加工研究

光纤激光器是近年来发展迅猛的一种激光源,它具有光束质量好、体积小、免维护等许多优点。采用峰值功率为10 kW,最大平均功率为0.8 W的脉冲光纤激光器对50μm的不锈钢箔进行微孔精密加工,得到了典型孔径为10μm的微孔,最小孔径可以达到3μm;同时得到了激光功率、激光脉冲重复频率、钻孔持续时间等因素与孔径大小的关系曲线,并对孔径大小以及影响孔径质量的这些因素进行了分析。实验表明用脉冲光纤激光器对不锈钢材料进行微孔加工是一种非常有效的方法。

脉冲式光纤激光器L-PPM调制速率的研究

针对因脉冲式光纤激光器的重复频率较低而无法进行高速率发射传输的问题,本文通过对脉冲式光纤激光器的L-PPM调制进行研究,找出一种可以有效提高脉冲式光纤激光器调制速率的方法。通过对能够影响到PPM调制速率的各种参数进行分析,找出一组最佳的参数进行实验。实验结果表明,L-PPM调制方式可以将重复频率为200K的脉冲式光纤激光器的传输速率提高到1.387Mbps。研究结果有利于脉冲式光纤激光器在通信中的应用。

用于测距的掺镱脉冲光纤激光器的输出特性

研究了用于测距的被动调Q掺镱光纤脉冲激光器的输出特性,仿真对比了可饱和吸收体长度以及增益光纤长度对输出功率的影响.结果表明:在抽运源功率为5 W的条件下,输出脉冲宽度为0.8μs,脉冲峰值功率为26 W,平均功率为2 W,脉冲能量为20μJ.在物体反射率为10%,探测距离为200 m,以及大气透过率为100%的条件下,返回最小功率为3.9×10^(-7) W.

基于FPGA的声光调Q脉冲光纤激光器控制系统设计

基于声光调Q脉冲光纤激光器的工作原理及其在激光打标中的应用，对其控制系统进行了研究，设计了以FPGA（现场可编程门阵列）为核心的控制系统。利用QuartusⅡ开发平台，采用VerilogHDL编程语言，结合Modelsim软件对电路进行了功能仿真。实现了对声光调Q脉冲光纤激光器时序控制、功率控制、频率控制及种子光检测等功能。实验结果表明：基于该控制系统的激光器脉冲输出稳定、打标速度快，能够满足实际的光纤激光打标需求。

基于FPGA的脉冲光纤激光器功率控制系统设计

对应用于激光打标中脉冲光纤激光器的控制系统进行了研究,根据其组成原理与工作原理,设计了以FPGA芯片为核心的控制系统。实现了在打标过程中对脉冲光纤激光器出光的时序控制、输出功率控制及声光调制器(AOM)驱动控制等功能。实验结果表明,该系统具有结构精简、集成度高、处理速度快,实现了对激光打标机的实时准确的控制。

1μm调Q脉冲光纤激光器的高频驱动器

声光调制器驱动器是脉冲光纤激光器中的重要部分,如何提高与完善驱动电路的性能指标成为决定输出激光品质的一个重要因素。该文提出了低功耗,输出功率稳定可调的声光调Q驱动器方案。它通过2ASK调制来控制射频功率的输出,进而控制声光Q开关的时间和重复频率;并具有2W的射频功率输出、20200kHz的重复频率、10ns(1个射频驱动振荡周期)内的声光Q开关响应时间的优良性能。

基于高功率光纤激光器的清漆剥离实验研究

研制了高功率光纤调Q脉冲激光器,搭建了基于高功率光纤脉冲激光器的激光剥离实验系统,并将其应用于高铁车厢表面清漆层的激光剥离试验。高功率光纤脉冲激光器采用MOPA结构,通过主放大,实现了中心波长为1 064.52 nm,重复频率为100 k Hz、脉冲宽度为138.4 ns、平均功率为101.4 W的脉冲激光输出,其中主放大光光转换效率达到80%。利用该激光器对高铁车厢表面清漆层进行了剥离,研究了能量密度和振镜扫描速度对清漆剥离效果的影响。获得了激光清漆剥离阈值为19 108 m J/cm2,此时清漆层的剥离厚度约为22μm,损伤阈值为34 392 m J/cm2。高功率全光纤脉冲激光器的剥离效率可达到1 m2/h。

基于模式选择耦合器的柱矢量光脉冲光纤激光器

柱矢量光具有轴对称的偏振及强度分布特点,强聚焦条件下会形成一个独特且较强的局部纵向电场,在工业加工、材料处理、粒子操控、显微成像等领域具有独特的应用优势。模式选择耦合器是实现全光纤模式转换的关键器件,具有结构简单、体积小、高转换效率、高模式纯度和优良光纤兼容性等优点,是目前最有希望获得稳定可靠柱矢量全光纤激光输出的一套技术方案。本文基于模式选择耦合器搭建柱矢量窄线宽全光纤激光器获得了高模式纯度、高稳定性的LP11模输出。