多波长与横模可切换掺镱光纤激光器的研究

设计并制备了一种具有环形掺镱纤芯的光纤波导结构,并提出了一种基于该环芯掺镱光纤和少模光纤布拉格光栅的多波长与横模可切换光纤激光器。在这种光纤激光器中,只需简单调整腔内的偏振控制器,就可以实现单波长和双波长的激光稳定振荡。当激光器在单波长下工作时,可以切换两种横模输出,包括LP01模和LP11模,两种模式都获得了小于0.08 nm的3 dB窄线宽和大于45 dB的高边模抑制比,中心波长和光强的波动分别为±0.01 nm和±1 dB。试验表明:该环芯掺镱光纤有助于LP11模获得的增益高于LP01模,LP01模式激光的斜率效率为34.34%,而LP11模式激光的斜率效率高达49.09%。该光纤激光器可以在模分复用系统和激光加工等领域发挥重要的作用。

基于腔内滤波效应的双波长光纤激光器

对基于腔内Lyot滤波效应的波长复用锁模光纤激光器进行了实验和仿真研究。在单个光纤激光器中引入全光纤Lyot滤波器,对腔增益谱进行滤波,破坏了脉冲单一波段的传输模式,结合单壁碳纳米管可饱和吸收体,使脉冲分别在2个不同的中心波长下进行复用传输和锁模。精细调节腔内偏振控制器,当泵浦功率为70.4 mW时,激光器输出了中心波长为1 534.2 nm和1 546.0 nm的双波长脉冲,中心波长间隔为11.8 nm,重复频率均为36.64 MHz,其对应信噪比均约为56.7 dB。此外,还建立了基于非线性薛定谔方程的数值仿真模型,用于数值研究基于Lyot滤波效应的双波长锁模光纤激光器。通过对脉冲光谱演化分析,验证了腔内增益光谱滤波在双波长脉冲的形成和传播中起着重要作用。波长复用光纤激光器中的Lyot滤波效应研究可以进一步拓展实现可调谐双波长生成,可应用于多场景双光梳光谱测量和相干成像。

大功率多波长可转换双包层光纤激光器

在多模掺镱双包层光纤上,利用相位掩模法直接写制Bragg光栅作为激光器后腔镜,得到多波长激光输出.在室温下,通过调节偏振控制器可以得到稳定的单波长及多波长的激光输出,输出波长范围在1056～1061nm,线宽均小于0.02nm.在25W的976nm激光泵浦下,激光器得到功率为6W的多波长输出.

2μm可调谐全光纤脉冲激光器

本文采用光纤尾纤型马赫曾德型(MZ)结构的周期性铌酸锂(LiNbO 3)电光强度调制器进行主动调Q,设计了在环形腔结构中加入可调谐滤波器,实现了波长在1882 nm~1992 nm可调谐脉冲激光的稳定输出。调节施加在调制器上的信号频率,产生了激光器重复频率在15~70 kHz可调的脉冲激光。在重复频率为15 kHz时,泵浦功率为1 W时,获得最大单脉冲能量6.4μJ,峰值功率5.1 W。本研究具有全光纤化,波长大范围可调等优势,有助于进一步探索调Q脉冲激光的可调谐范围及其潜在应用。

环形铥光纤激光器中台阶形脉冲的产生

研究了基于非线性偏振旋转(NPR)锁模的铥光纤激光器中台阶形脉冲的产生。通过在NPR锁模器件前后各引入一段长度分别为100 m和350 m长的SMF-28光纤以增强腔内非线性和积累负色散,得到底座宽度为50 ns,重复频率为615.6 kHz,信噪比为55 dB的双波长(波长分别为2025 nm和2034 nm)台阶形脉冲。发现仔细调节偏振控制器和改变泵浦功率可以精细调节台阶形脉冲的形态。通过研究发现台阶形脉冲是由两个矩形脉冲组合而成,且前后泵浦对两个矩形脉冲的影响不同,通过改变偏振态能实现能量在前后两个矩形脉冲之间的转化。本实验为研究被动锁模光纤激光器脉冲动力学和脉冲整形提供了良好的实验平台。

基于光纤光栅外腔激光器的全光波长转换器的阈值转换特性

使用半导体激活介质的增益饱和效应 ,描述了激光器型全光波长转换器波长转换机制及其阈值转换特性 .实验研究了基于光纤光栅外腔半导体激光器的全光波长转换器的阈值转换特性 ,结果表明以此器件作为波长转换器可以将信号的消光比由 5d B提高到 3 0 d B,并可将信号的强度起伏抑制到 0 d B,可实现部分信号数字再生功能 .

基于混合介质光纤干涉仪的单波长光纤激光器

为了实现单波长输出,提出了一种基于单模石英-掺铒-单模石英结构混合介质光纤干涉仪(HFI)的单波长光纤激光器。基于混合介质光纤波导内的光场干涉原理及光波导理论,分析了HFI的模式干涉理论,研究了HFI内干涉光特性随中间段铒掺杂光纤(EDF)长度以及错位量的变化规律;采用熔融错位法制备HFI,优化了EDF的长度和单模光纤与EDF之间的偏移量。结果表明,最佳EDF长度为15 mm,单模光纤与EDF之间的最佳偏移量为7.9μm;选择长度为15 mm的EDF HFI作为环形光纤激光器谐振腔的选模器件,可获得较高稳定性的单波长光纤激光器输出。这一结果对该激光器在光纤传感和光纤通信系统的应用是有帮助的。

波长可调谐的锁模柱矢量光纤激光器

为了在光纤激光器中获得具有中心波长可调谐的锁模脉冲柱矢量,采用半导体可饱和吸收镜和高反的啁啾光纤光栅作为腔镜,搭建了直腔掺镱脉冲光纤激光器,腔内插入长周期光纤光栅作为模式转化器件,进行了实验验证,取得了波长可调谐的柱矢量脉冲数据。结果表明,激光器工作在1060.72 nm时,光谱带宽0.22 nm,输出斜率效率为8.6%,锁模脉冲宽度为10.9 ps,重频18.66 MHz,锁模脉冲信噪比高达65 dB,同时获得了模式纯度超过97%的柱矢量光束;调节腔内的偏振控制器来改变腔内波长的损耗,可以实现锁模柱矢量脉冲的谐振波长在1060.72 nm~1066.04 nm连续可调。该研究为可调谐脉冲柱矢量光纤激光器研制提供了重要的参考价值。

双波长锁模光纤激光器研究进展

随着超大容量光通信的发展,密集波分复用技术被广泛采用。该技术需要稳定的高重复频率超快脉冲序列作为信号源,若采用多个单一波长输出的锁模激光器作为激光光源,系统的成本和复杂性将显著提高;而双波长锁模激光器因具有双波长输出、脉冲持续时间短、光束质量好和可调谐范围宽等优点,可有效满足超大容量光通信所需信号源的要求。此外,该光源在光谱学、微波产生等领域也均有应用。双波长锁模光纤激光器可利用双谐振腔结构、二维材料的高非线性以及腔内滤波效应等设计实现,其中腔内滤波效应可通过在激光谐振腔内插滤波器件、多模干涉和非线性效应如非线性偏振旋转三种方式引入。目前双波长锁模光纤激光器的输出波长主要在1μm和1.5μm波段的光谱区域,输出功率为mW量级,未来将向实现输出中红外或更长工作波段以及瓦级输出功率方向发展。

基于Sagnac滤波结构的波长可调谐掺铒光纤激光器

针对光纤激光器波长调谐范围较窄以及输出激光波长调谐难度较大的特点,设计了一种基于光纤Sagnac滤波结构的多波长可调谐掺铒光纤激光器,实现了单波长、双波长以及三波长激光稳定输出。所设计的光纤激光器为环形腔结构,采用5 m长度的掺铒光纤作为增益介质,选用长度为4 m的领结型单模保偏光纤结合3 dB光纤耦合器和偏振控制器构成Sagnac滤波器。实验中,激光器工作阈值为51 mW,通过调节激光器谐振腔内损耗,在1 561.68~1 568.19 nm光谱范围内实现了单波长激光可调谐输出,最小波长间隔为0.71 nm,且信噪比优于27.22 dB;所设计的激光器能够产生3种不同组合的双波长激光输出,双波长间隔最小为0.51 nm,并且通过调节偏振控制器,获得了2种不同组合的三波长激光输出。在20 min监测时间内,单波长、双波长、三波长激光功率漂移分别优于0.523,0.768,3.432 dB。

掺铥光纤激光器的波长调谐特性研究

基于简化的二能级激光系统和均匀展宽理论模型,利用原子速率方程和功率传输方程建立了掺铥光纤激光器的理论模型,并以环形腔掺铥光纤激光器为例,通过Matlab编程数值模拟研究了其出射功率和波长调谐范围与腔内损耗、掺铥光纤长度、输出耦合比、泵浦波长和泵浦功率等激光器参量的关系。数值模拟结果表明,降低激光器腔内损耗、提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度可以提高掺铥光纤激光器的出射功率和增加波长调谐范围,而增加输出耦合比虽能提高激光功率,却减小了波长调谐范围。经过参数优化,在腔内总损耗为3 dB、输出耦合比为10%的情况下,通过提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度,掺铥光纤激光器的波长调谐范围可达528 nm(1 660~2 188 nm),高于目前已报道的实验结果。将部分模拟结果与文献报道的实验结果进行对比,较好地证实了模型的准确性。研究工作对于掺铥光纤激光器的设计和发展具有重要的理论参考价值和指导意义。

基于REC-DFB可调谐激光器的无波长校正FBG传感系统

提出了一种无波长校正的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统,可在未对基于重构等效啁啾(REC)技术制造的扫频DFB激光器进行波长线性校正的情况下,识别波长变化,并解调出光栅传感器的温度变化。所提无波长校正FBG传感系统可以在200℃范围内进行精确的温度检测,测得的波长与温度的线性系数1-R^(2)仅为0.004 4。该传感系统光源在1 kHz的锯齿波调制下,调谐范围可达2.5 nm,且测量过程中无需额外波长校正器件。

光纤环形腔半导体激光器全光波长转换特性分析

提出了一种基于光纤环形腔半导体激光器的全光波长转换方案。利用稳态速率方程 ,导出了激光器有源区载流子密度与偏置电流及输入信号光功率关系的隐函数表达式。

基于光纤光栅外腔半导体激光器的2.5Gb/s波长转换实验

首次用光纤光栅外腔半导体激光器的方法进行了 2 .5Gb/s的波长转换实验。将波长向上转换了 5nm ,得到了较清晰的眼图。该激光器采用标准的DIP 14低成本封装 ,该波长转换方法具有输出波长稳定、低啁啾的特点。

双波长窄线宽光纤光栅环形腔激光器

本文报道了光纤光栅用作反射镜的双波长窄线宽掺铒光纤双端输出的环形腔激光器，其输出功率分别为３６５ｄＢｍ和２４４ｄＢｍ，各端口波长间的抑制比分别达到３２ｄＢ和４０ｄＢ，二者线宽均为０１ｎｍ．

基于非线性偏振旋转效应的多波长掺铥锁模光纤激光器

运用非线性偏振旋转效应实现了一种掺铥锁模多波长光纤激光器.采用环形腔结构,以1 565nm半导体光源为泵浦源,3m长掺铥光纤为增益介质.利用非线性偏振旋转效应进行滤波.当泵浦功率在800mW时,通过调节光纤偏振控制器,激光器出现了被动锁模状态的脉冲输出,脉冲重复频率为3.178MHz,脉冲宽度为617ps.进一步增加泵浦功率,激光器进入多波长输出的工作状态.调节偏振控制器在室温下得到1~5个稳定的波长激光输出,边摸抑制比为40~60dB.

掺Yb双包层光纤激光器波长调谐输出

采用调节腔损耗以调节阈值的方法实现了掺Ｙｂ 双包层石英光纤激光器的波长调谐输出调谐范围达５０ｎｍ 、步长约２ｎｍ 当损耗增大阈值升高时，激射波长向短波方向漂移利用石英中Ｙｂ３＋

一种多波长窄线宽环形掺铒光纤激光器

本文提出了一种利用多个光纤光栅串接来实现环形掺铒光纤多波长，窄线宽激光器的新颖方法，并在实验中验证了这一设计的合理性，得到了稳定的双波长输出．

基于FBG的波长可调谐环形掺铒光纤激光器

在介绍光纤光栅波长调谐原理的基础上，设计了一种环形腔掺铒光纤激光器。利用光纤光栅（FBG）作为波长调谐元件，在20～170℃的温度范围内，实现了输出激光波长在1547．7～1556．5nm内的连续可调，调谐线性度达99．96％，激光光谱的3dB带宽均小于0．05nm，20dB带宽均小于0．08nm，边模抑制比大于52dB，输出功率可达21．2mw。结果表明：可调谐掺铒光纤激光器具有可用带宽较宽、功率高、线宽窄、与光纤元件天然兼容等优点。

8字形腔波长可调谐锁模脉冲光纤激光器

采用非线性光纤环形镜加脉冲锁模技术及可调谐光纤光栅滤波器,对8字形腔被动锁模掺铒光纤激光器进行了波长可调谐输出的实验研究.在EDFA抽运光功率一定的情况下,通过调节偏振控制器和可调谐光纤光栅滤波器,获得了光谱稳定、重复频率1.1MHz、输出功率起伏小于0.8dBm、中心波长在1548～1570nm内连续可调的短脉冲输出.该激光器可实现自启动锁模,且长时间稳定工作无需任何调整.