基于石墨烯可饱和吸收体的纳秒锁模掺铥光纤激光器

报道了一种基于石墨烯可饱和吸收体的纳秒锁模掺铥光纤激光器.该激光器采用环形腔结构,利用自制的三层石墨烯薄膜作为可饱和吸收体实现锁模.同时在腔内插入一个窄带光纤光栅,约束腔内起振的纵模数,适当调节抽运功率和偏振控制器的角度,得到了重复频率为3.8 MHz、脉宽在3.8—94.3 ns之间灵活可调的2μm纳秒锁模脉冲输出,整个脉宽调节范围超过90 ns.此外,由于获得的兆赫兹纳秒锁模脉冲时间带宽积在49—1119范围内,即存在强烈的啁啾,因而可作为2μm波段啁啾脉冲放大系统中的种子源使用.

全光纤主动锁模2μm掺铥脉冲激光器

报道了全光纤结构主动锁模掺铥脉冲激光器，中心波长为1950nm。利用电光相位调制器对光纤激光器进行腔内相位调制，获得了重复频率为11．884MHz的主动锁模脉冲输出，脉宽为816ps。改变泵浦功率、调制信号的频率和幅度，获得了重复频率为4～18kHz的弛豫振荡调制稳定脉冲输出。锁模和弛豫振荡调制获得的输出脉冲能量波动低于7％。

纳秒脉冲掺镱全光纤激光器研究进展

掺镱全光纤纳秒脉冲激光器发展迅猛,已经为诸多领域开辟了新的道路,特别是高平均功率、大脉冲能量的纳秒脉冲光纤激光器在激光清洗等领域得到了广泛应用。多路光纤激光合束是实现高平均功率、大脉冲能量激光输出的主要手段,其结构复杂程度取决于单模块激光器的输出特性,提升单模块纳秒脉冲全光纤激光器输出特性对于激光清洗等领域具有重要意义。文中总结了单模块掺镱全光纤纳秒脉冲激光器的研究进展,分析了当前限制其功率和能量进一步提升的主要因素。首先,从主动调Q、被动调Q以及增益开关技术三个层面回顾了纳秒脉冲掺镱全光纤振荡器的研究进展;其次,从大脉冲能量、高平均功率、两者协同发展三个指标层面总结了纳秒脉冲掺镱全光纤放大器的研究现状;最后,从限制高指标掺镱全光纤激光器输出特性的因素出发,展望了其在未来功率和能量提升上的发展趋势。

1.7μm全光纤锁模脉冲掺铥光纤激光器研究

1.7μm超短脉冲光纤激光器在生物成像和材料加工等领域具有重要的应用前景,受到了科学家们的极大关注。基于非线性偏振旋转锁模技术,实验搭建了全光纤结构的1.7μm锁模脉冲掺铥光纤激光器。通过在激光器内加入光纤滤波器抑制掺铥光纤中的长波激光发射,同时采用纤芯泵浦的方式有效获得了1.7μm波段的增益。激光器输出脉冲的光谱中心波长为1 733 nm,3 dB带宽为6.3 nm。锁模脉冲的重复频率为19.56 MHz,平均功率为1.4 mW。同时,数值模拟了脉冲在激光器的腔内演化。文中提出的1.7μm全光纤锁模激光器有利于进一步提高1.7μm激光源的稳定性和集成度,在生物成像等领域具有重要的应用价值。

色散管理掺铥光纤激光器高能量脉冲的产生

设计了一种基于色散管理的掺铥光纤激光器。通过调节泵浦功率以及腔内偏振态,首先实现了稳定的展宽脉冲输出,中心波长和脉冲宽度分别为1 939.4 nm和482 fs。最大输出功率为15 mW,对应的单脉冲能量为0.52 nJ。增加泵浦功率到645 mW时,通过适当调节偏振控制器可以实现类噪声脉冲锁模,中心波长为1 940.1 nm。所实现的锁模脉冲具有飞秒量级的尖峰以及皮秒量级的基底。最大输出功率为20.4 mW,相对应的单脉冲能量为0.7 nJ。相比于传统孤子,采用色散管理所实现的锁模脉冲具有更高的脉冲能量。此外,所设计的掺铥光纤激光器可作为理想的主振荡功率放大以及啁啾脉冲放大结构的种子源,进一步提高脉冲能量,拓展2 μm高能光纤激光器的实际应用。

百瓦级全光纤化掺铥光纤激光器

基于线型腔结构实现中心波长约1 945 nm、功率150 m W的连续激光输出,采用3级主振荡功率放大(master oscillator power amplifier,MOPA)结构,实现123 W的掺铥激光输出,斜率效率为59.1%.搭建基于调制半导体激光器,输出波长为1 550 nm的铒镱共掺光纤放大器,实现平均功率1.2 W、脉宽50 ns、重复频率200 k Hz的脉冲激光输出.将该铒镱共掺光纤放大器作为泵浦源,采用线型腔结构抽运掺铥光纤,实现中心波长约为1 945 nm的增益调制脉冲激光输出,重复频率为100 k Hz,脉宽约为800ns.采用3级MOPA结构对此增益调制掺铥脉冲光纤激光器进行功率放大,实现平均功率115 W、单脉冲能量1.15 m J的激光输出,且放大过程中无非线性效应产生.

掺铥环形光纤激光器中三阶色散对h型脉冲产生的影响机制

在非线性偏振旋转锁模的掺铥环形光纤激光器中实现了非对称的h型脉冲输出,同时针对实验进行了数值仿真。考虑到三阶色散的累积影响,得到了与实验结果一致的h型脉冲信号,由此发现三阶色散促进了脉冲拖尾的形成。

基于石墨烯的2μm掺铥光纤被动调Q激光器

报道了石墨烯可饱和吸收体作用于2μm激光的被动调Q脉冲输出特性.采用线型谐振腔,掺铥光纤和石墨烯可饱和吸收镜分别作为增益介质和被动调Q器件,792nm半导体激光器端面泵浦掺铥光纤,利用一组准直聚焦透镜将腔内光束会聚到石墨烯所在位置,成功实现了中心波长为1 958nm的被动调Q脉冲输出.当泵浦功率为3.0W时,获得了1.02μs的最窄脉冲宽度,对应的平均输出功率为26mW,脉冲重复频率为116kHz,单脉冲能量为224nJ,平均输出功率、脉冲宽度与泵浦功率近似呈线性关系.实验结果表明,石墨烯优良的可饱和吸收特性,可有效实现2μm波段的被动调Q激光运转.

重复频率1.2GHz皮秒脉冲全光纤掺镱激光器

研究实现了基于半导体可饱和吸收体被动锁模的高重频全光纤掺镱皮秒脉冲激光器.种子源采取环形腔结构,当抽运功率为112 mW时,获得了稳定的锁模脉冲激光,其中心波长为1064.1 nm,3 dB谱宽为3.6 nm,脉冲宽度为4.2 ps,重复频率为19.2 MHz.受限于谐振腔长度,光纤激光器重复频率很难得到进一步提高.因此设计并搭建了一种基于分束器和延时光纤的全新低损耗高重频脉冲调制器,将种子激光重复频率提高到1.2 GHz.该设计有效降低了脉冲在耦合过程中的能量损耗,为提高全光纤超短脉冲激光器重复频率提供了新途径.

掺铒单模光纤飞秒脉冲激光器和放大器

为了获得一种被动锁模掺铒光纤振荡器及功率放大器,数值模拟出超短脉冲在光纤中的传输和演化过程,并基于此搭建了一种被动锁模掺铒光纤飞秒振荡器及功率放大器。实验获得了中心波长1560 nm、重复频率100 MHz、输出功率30 mW、脉冲宽度85 fs超短脉冲。通过采用PPLN晶体进行倍频,进一步获得了输出功率5 mW,中心波长780 nm的飞秒脉冲。该光纤激光器为全保偏光纤结构,具有体积小巧、可靠性高、稳定性好的特点。

氧化石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器

报道了基于氧化石墨烯的被动调Q掺铒光纤激光器。激光器采用环形腔结构,调Q器件为自制的氧化石墨烯可饱和吸收镜。泵浦功率在81～505mW范围内时,得到了重复频率68～124kHz的稳定的调Q脉冲输出,脉宽为0.47～1.60μs。由于泵浦功率限制,激光器最大输出功率为10mW,相应单脉冲能量为80.6nJ。此种基于氧化石墨烯可饱和吸收体的被动调Q光纤激光器体积小、成本低廉、结构简单、稳定性高、光束质量高,具有广阔的应用前景。

基于啁啾光纤光栅的掺Yb^(3+)光纤激光器

啁啾光纤光栅可用于光纤色散补偿及脉冲压缩。该文从光纤光栅的耦合模方程出发,对中心波长为1053nm的啁啾光纤光栅进行了研究,数值分析了啁啾光纤光栅长度、耦合函数、啁啾系数、切趾技术等因素对啁啾光栅反射率、时延特性、色散特性、压缩特性的影响,并将结论应用于掺镱超短脉冲光纤激光器的设计,提出基于啁啾光纤光栅的全光纤环形腔连接方案。与其它非全光纤结构光纤激光器相比,这种结构具有更小的损耗和更高的效率。

掺钛蓝宝石与超短脉冲激光

详细阐述掺钛蓝宝石晶体的物理化学与光谱特性，着重介绍了以掺钛蓝宝石晶体为激光介质的各种激光器件及关键技术。对国内外超短脉冲激光的产生与放大技术的发展历史。

美国科学家研制出波长2μm超短脉冲光纤激光器

《Optics Letters》最近发表了美国科学家Q．Wang等人的文章，报道了波长2μm的超短脉冲光纤激光器。 近十几年来．波长范围1～15μm的超短脉冲激光器被广泛地进行研究。由于掺铥类晶体近年的迅速发展，超短脉冲激光器的波长范围被延伸至1．8—2．1μm。其中尤以2μm的超短脉冲光纤激光器引人注目。2μm波长激光器特别适用于对眼睛无害的雷达、医学、光谱分析、遥感探测等领域。在之前报道的掺铥类光纤锁模激光器中，

西安光机所发明“一种输出率可变的σ腔超短脉冲光纤激光器”

光纤激光器与传统的固体激光器相比，以体积小、光转换效率高、稳定性高等诸多的优点得到了广泛的研究。其中，可用于通讯的掺铒光纤激光器及用于激光加工的掺镱光纤激光器更是受到了人们的重视，在掺铒光纤激光器和掺镱光纤激光器中盯腔的形式十分常见。

2μm波段纳秒掺铥光纤激光器研究进展

调Q技术是掺铥光纤激光器获得纳秒脉冲激光输出的主要方式。本文首先介绍主动调Q、被动调Q和增益调制这三种调Q技术在掺铥光纤振荡器中的应用现状,对比和分析三种技术的优点与不足。其次,介绍窄脉宽、高平均功率、大脉冲能量纳秒掺铥光纤放大器的现有典型研究结果和面临的技术瓶颈,并从热管理、非线性效应抑制、放大自发辐射抑制三个方面进行了优化措施分析。最后,对纳秒掺铥光纤振荡器和放大器的技术发展趋势进行展望。

掺铥光纤激光器及其碎石应用:进展与展望

激光自诞生以来就在众多领域中有着广泛应用,激光碎石技术就是其中之一。相比目前激光碎石技术的“金标准”钬激光器,掺铥碎石光纤激光器在近些年不断发展,而且逐步被证明可实现更快的碎石速率与粉末化碎石、产生较小的碎石反推力、允许更高的液体灌溉速率等手术优点,同时整机系统支持免水冷工作、高电光效率运转、全光纤高效耦合以及大幅度体积缩减,因此受到了越来越多的关注。本文从连续性、准连续型和纳秒短脉冲型掺铥光纤激光器三个角度出发,详细总结了掺铥光纤激光器的部分重要研究进展及其在碎石领域的研究,介绍了掺铥光纤激光器用于碎石的优势与原理,并展望了未来研究的方向和挑战。

基于氧化石墨烯锁模的2μm掺铥超短脉冲光纤激光器

石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建其他维度碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的基本单元。石墨烯作为可饱和吸收体与半导体可饱和吸收镜（SESAM）相比具有制作简单、成本低廉、并能覆盖从可见光到中红外波段的超宽带宽等优点。

基于增益开关技术的全光纤结构纳秒脉冲掺铥光纤激光器

工作在2μm波段的脉冲掺铥光纤激光器,可望在遥感探测、相干雷达、空间光通信、激光医疗和特种材料加工等领域获得重要应用。目前,利用波长在1.55μm附近的脉冲掺铒光纤激光器作泵浦源的增益开关掺铥光纤激光器是实现全光纤结构纳秒脉冲掺铥光纤激光器的理想方式之一。采用实验研发的纳秒脉冲掺铒激光器作种子源,研制了全光纤MOPA(masteroscillator power amplifier)结构的纳秒脉冲掺铒光纤激光器,输出波长1 547 nm,脉冲频率100 kHz,脉冲宽度50 ns,平均功率1 W,单脉冲能量10μJ。使用该脉冲掺铒光纤激光器抽运掺铥光纤,实现了波长1 963 nm的增益开关脉冲激光输出。该掺铥光纤激光器为全光纤结构,重复频率100 kHz,最小脉宽47 ns,最大单脉冲能量100 nJ。激光输出稳定可靠,更高的单脉冲能量,平均功率和峰值功率可由进一步级联光纤放大器实现。

“唯快不破”的Yb∶CALGO晶体——一种极具前瞻性且可实现高功率窄脉宽的超快激光晶体

激光是20世纪的重大发明之一,被誉为“最快的刀”“最准的尺”与“最亮的光”。那么超快激光又是什么呢?要理解超快激光,必须得知道什么是激光脉冲。激光脉冲是指以脉冲方式工作的激光器发出的一个光脉冲,比如,手电筒如果保持开关打开,手电筒就是连续工作,如果打开开关立刻关闭,就相当于发出了一个光脉冲。激光脉冲可以做到非常短,有纳秒、皮秒、飞秒甚至阿秒量级,皮秒量级是指在1 s之内就可以发出一万亿个超短脉冲。