高能量掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤孤子锁模飞秒激光器

实验研究了基于掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤的孤子锁模激光器,获得了高脉冲能量的飞秒激光输出.激光器基于线形腔结构,利用光栅对补偿腔内色散,并通过半导体可饱和吸收镜实现锁模的自启动.实验中从振荡级直接获得了平均功率为700 mW,重复频率为47.3 MHz(对应于14.8 nJ的单脉冲能量),脉冲宽度为518 fs的稳定锁模脉冲输出.与普通孤子锁模飞秒光纤激光器相比,输出的单脉冲能量提高了两个数量级.

大模场面积光子晶体光纤耗散孤子锁模激光器

研制了一种基于掺Yb3+的双包层大模场面积偏振光子晶体光纤的耗散孤子锁模激光器.利用数值模拟分析了光纤激光器中耗散孤子动力学过程,与全正色散锁模激光器相比,脉冲窄化机理更加丰富,半导体可饱和吸收镜(SESAM)的非线性吸收,啁啾脉冲的光谱滤波以及光纤的增益色散同时起作用,这些因素使耗散孤子锁模更加容易实现,并且稳定运行.其中,光谱滤波的耗散过程是稳定锁模机制的主导因素,滤波片能够在频域和时域同时窄化脉冲,并且去除脉冲啁啾,限制脉冲在腔内始终小于1ps.在实验上实现了无色散补偿腔中直接输出脉冲宽度777fs,最高平均功率达到1W,重复频率48·27MHz,对应单脉冲能量20nJ的飞秒激光.

主动锁模光纤激光器的孤子理论分析

系统考虑了光纤激光器腔构参数与锁模脉冲参数的制约关系 ,建立了完整形式的振幅调制主动锁模光纤激光器的稳态方程 ;据此方程分析了主动锁模光纤激光器腔参数对锁模孤子脉冲参数的影响 ;

基于渐变折射率多模光纤的锁模光纤激光器

结合渐变折射率多模光纤的可饱和吸收效应和马赫-曾德尔干涉滤波效应,提出了一种渐变折射率多模光纤-单模光纤-渐变折射率多模光纤(GIMF-SMF-GIMF)结构,在环形掺铒光纤激光器中实现了单波长可调谐和双波长可切换的锁模脉冲运转。基于GIMF-SMF-GIMF的锁模结构,获得的波长可调谐范围为1550.9~1558.9 nm,最短脉冲宽度为0.6 ps。在泵浦功率增加至110 mW时,改变腔内激光的偏振态,实现了中心波长1531.6 nm/1556.2 nm处的单、双波长的可切换锁模激光输出。结果表明,基于GIMF-SMF-SIMF的全光纤结构在掺铒光纤激光器中具有波长可调谐和双波长锁模的潜力,对高速大容量光纤通信系统中的多通道光源的设计具有借鉴意义。

高功率全正色散锁模掺Yb^(3+)双包层光纤飞秒激光器

以芯径为30μm的掺Yb^(3+)双包层光纤为增益介质,利用非线性偏振旋转技术以及光栅-小孔结构组成的光谱滤波器提供有效的振幅调制,实现了稳定的全正色散耗散孤子锁模运转.激光器直接输出重复频率为76.6 MHz、平均功率达6.3 W的超短脉冲,单脉冲能量可达82 nJ.直接输出脉冲宽度为1.33 ps,经腔外压缩后的宽度为377 fs.通过调节光栅角度还实现了输出脉冲中心波长在1025—1078 nm范围内的调谐.

脉冲类型可调的锁模光纤激光器

本文基于非线性光环形镜锁模的掺铒光纤激光器,通过调节偏振控制器,实现了输出锁模脉冲类型可调。本文给出了三种调谐状态:传统孤子锁模脉冲输出,脉冲宽度1.16ps;双峰结构光谱的脉冲输出,双峰位于1555nm和1575nm两个波段附近,且通过调节偏振控制器的偏振角度,在光谱中心波长附近可微调;实现了类噪声锁模脉冲输出,当泵浦功率400mW时,类噪声脉冲重复频率为3.73 MHz,脉冲能量3.47nJ,脉冲的基底宽度为129ps,脉冲尖端宽度为0.86ps。对不同应用领域给出了灵活的选择途径。

Yb:KGW飞秒激光器研究进展

飞秒激光在强场激光物理、超快化学动力学、微结构材料科学和生命科学等不同领域有着广泛应用。Yb:KGW晶体以其优异的综合性能适于作为飞秒激光器的增益介质,因此研究Yb:KGW飞秒激光器具有重要意义。自2000年瑞士研制出世界第一台被动锁模Yb:KGW飞秒激光器以来,国内外多家机构开展了Yb:KGW飞秒激光器的研究。主要报道了国内外Yb:KGW飞秒激光器的最新进展。目前能实现的最短脉冲宽度是100fs,与理论值的47fs还有一定的差距。