掺镱光子晶体光纤飞秒激光器噪声的测量

小型化、低成本和低噪声的激光器有助于实用化非经典光源的实现。掺镱光子晶体光纤锁模激光器与钛宝石激光器相比,具有系统结构简单、体积小和价格低的优点,但其噪声特性还有待深入研究。采用一套适用于测量脉冲激光器噪声的自零拍探测系统,对掺镱光子晶体光纤飞秒激光器的噪声进行了测量分析。结果表明掺镱光子晶体光纤飞秒激光器的振幅噪声显著高于其散粒噪声基准,说明该激光器的输出不是理想的相干态光场,其噪声特性有待进一步提高。

掺镱光子晶体光纤激光器谐振腔的实验研究

为了对光纤激光器的谐振腔进行优化,研究了976nm半导体激光器后向抽运掺Yb3+双包层光子晶体光纤在不同腔结构下的输出特性。在实验中分别采用平面镜和平凹镜作为后腔镜对谐振腔进行了研究,利用平面镜做后腔镜时,存在模式竞争现象,激光输出线宽约10nm,激光输出斜率效率为9%;而利用平凹镜做后腔镜时,模式稳定,激光输出线宽约5nm,激光输出斜率效率为11%。结果表明,利用平凹镜做后腔镜时,激光器的模式更稳定、线宽更窄,并且效率更高。

高次谐波锁模飞秒掺镱光纤激光器的噪声情况

高重复频率的飞秒激光在高速激光测距和三维成像等领域有着非常重要的作用。其中基于飞秒光纤激光器的高次谐波锁模是获得GHz量级以上高重复频率脉冲的重要手段之一。基于含腔内光栅对色散补偿的非线性偏振旋转(NPR)锁模的掺镱(Yb)光纤激光器,在180 mW泵浦光时获得了稳定的143 MHz基频锁模脉冲序列,当泵浦光功率升至1 W时获得了最高20次谐波(2.86 GHz)锁模脉冲序列输出。系统地对比研究了基频锁模与高次谐锁模状态下,脉冲重复频率精密锁定后的艾伦偏差和相位噪声,7次谐波锁模状态下重复频率锁定精度能够保持在10^(−13) Hz@1 s的稳定度,为高次谐波锁模飞秒激光脉冲序列用于精密测量提供了实验依据。

光子晶体光纤在飞秒激光技术中的应用

简要介绍了光子晶体光纤的基本结构、导光机制和主要特性,系统综述了光子晶体光纤在锁模光纤激光器的色散补偿和偏振控制、飞秒激光脉冲的压缩、飞秒激光脉冲的光谱变换,以及飞秒激光器的频率转换等激光技术中的应用研究进展。

中航工业计量所成功研制光纤飞秒激光器

近日，中航工业北京长城计量测试技术研究所（简称中航工业计量所）重点实验室飞秒激光课题组成功研制1.03滋m掺镱光纤飞秒激光器和1.55滋m掺铒光纤飞秒激光器。这标志着中航工业计量所在腔内色散补偿光纤激光技术方面达到了国内领先水平，也为实现小型化便携式的飞秒激光频率梳奠定了良好的开端基础。

高功率光纤激光器的研究进展

文章扼要地介绍国际上高功率光纤激光器的进展状况,重点介绍近几年国内外高功率光纤激光器与放大器的发展水平和动向。

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.

基于飞秒掺钛蓝宝石激光器和光子晶体光纤的超高分辨光学相干CT

通过将飞秒激光脉冲耦合到空气石英微结构光纤,获得了超高纵向分辨率的光学相干CT成像.利用中心在540nm、可见光谱范围450-700nm的超连续光谱,可以获得高达0.64μm的自由空间纵向分辨率.光学相干CT系统灵敏度在样品光功率3mW时,可达到108dB,仅仅低于理论极限7dB.同时展示了亚细胞分辨的光学相干CT的图像,该高分辨光学相干CT在生物医学应用中有很好的前景.

高脉冲能量大模场面积光子晶体光纤飞秒激光器

报道了一种支持高单脉冲能量输出的被动锁模飞秒光纤激光器.该激光器使用具有极低非线性系数的掺Yb3+双包层大模场面积偏振光子晶体光纤作为激光增益介质,具有很好的环境稳定性.激光器基于线形腔结构,没有色散补偿,利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现自启动锁模,获得了平均功率为2.5W,重复频率为51.4 MHz(对应于50nJ的单脉冲能量),脉冲宽度为4.2ps的稳定的连续波锁模脉冲输出.经腔外色散补偿,脉冲宽度压缩至410fs.当激光器输出功率比较低时,脉冲成形由SESAM的非线性吸收决定,而在高功率输出的情况下,激光器的锁模运转主要取决于自相位调制展宽光谱与增益带宽的限制之间的平衡.

自由耦合输出的高功率全正色散光子晶体光纤飞秒激光器

报道了一种工作于全正色散(ANDi)区,具有自由耦合输出特点,腔型结构极为简单的高功率被动锁模飞秒光纤激光器。该激光器利用具有极低非线性系数的掺Yb3+双包层大模场面积光子晶体光纤作为激光增益介质,光纤一端打磨成光滑的0°角作为一端腔镜及自由耦合输出端,提供4%的反馈光用于维持腔内激光振荡。利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)启动并维持稳定锁模,直接输出得到平均功率2.5 W,脉冲宽度2 ps的高功率超短脉冲,对应单脉冲能量44 nJ,脉冲经腔外压缩至430 fs。

新一代大功率光子晶体光纤飞秒激光器

以染料激光为代表的第一代飞秒激光始于1981年，使人类第一次在微观世界中进入到飞秒时代。但是，由于染料激光器输出功率较低和运转的不稳定性，使得超快领域的研究受到极大限制。1991年，以掺钛蓝宝石固体激光器为代表的第二代飞秒激光诞生，它所具有的材料稳定性和运转的可靠性，使染料飞秒激光器濒于淘汰。

光子晶体光纤的设计与应用研究综述

光子晶体光纤具有较强的可设计性,一般通过改变光子晶体光纤包层中空气孔的大小、形状或者排列方式对光纤的传输特性进行调节,以此实现高双折射、高非线性、平坦色散及低限制性损耗等特性。光子晶体光纤的传输特性在不同领域中具有较大的应用价值,如分布式传感、飞秒激光器和气体传感器等。文章首先介绍了光子晶体光纤的结构特征以及与普通单模光纤的区别,在此基础上针对各种典型的光子晶体光纤结构分析了其色散和非线性等传输特性。详细介绍了基于光子晶体光纤的分布式光纤传感、飞秒激光器和气体传感器的传感机理以及达到的传感性能,并与非基于光子晶体光纤的传感器的传感性能进行了比较,验证了基于光子晶体光纤传感器的优异性能。最后对光子晶体光纤的发展及应用进行了总结与展望。

北京大学研制成功重复频率330MHz掺镱光纤飞秒激光器

基于光纤飞秒激光器的光学频率梳是频率梳发展方向。但光纤激光器受光纤长度的限制,重复频率,即光梳的梳齿频率间隔不容易做得很大。

稀土离子掺杂飞秒光纤激光器最新进展

光纤激光器可分为基于非线性效应的光纤激光器和基于稀土离子受激辐射的掺杂光纤激光器。按照掺杂元素的不同,光纤激光器可以分为掺镱、掺铒、掺铥和掺镨等光纤激光器。针对稀土掺杂飞秒光纤激光器的最新研究进展进行了分析和总结,并给出了各种飞秒光纤激光器的优缺点和未来需要解决的问题,为稀土掺杂飞秒光纤激光器的优化设计提供参考。

固体激光器

TN242 2002010149用于较大泵浦尺寸半导体泵浦固体激光器的一种特殊腔型=A special cavity for LD - pumped solid - statelasers with large pump size[刊,中]/杜戈果,朱鹤元,

基于准相位匹配的掺铒飞秒光纤激光器倍频特性研究

研究了不同厚度周期极化铌酸锂晶体(PPLN)对掺铒飞秒光纤激光器倍频特性的影响。基于非线性偏振旋转锁模原理和啁啾脉冲放大技术,在1560 nm波段实现了重复频率为100 MHz,输出功率为423 m W,脉冲宽度为80 fs的掺铒飞秒光纤激光输出。以此为基频光源,对0.5,1,10 mm三种不同厚度PPLN倍频晶体进行倍频特性研究,实现了波长在780 nm的飞秒激光输出。其中采用0.5 mm晶体时获得了功率为100.4 m W、脉冲宽度为104 fs的倍频光输出,倍频转换效率为23.7%;采用1 mm晶体时获得了功率为165.0 m W、脉冲宽度为161 fs的倍频输出,倍频转换效率为39%;采用10 mm晶体时获得了功率为185.5 m W,脉冲宽度为305 fs的倍频光输出,倍频转换效率达43.7%。并解释了倍频转换效率和倍频光脉冲宽度随PPLN晶体厚度的变化规律。实验数据为基于锁模光纤激光器产生780 nm波段飞秒光脉冲的研究提供了有益的参考。

用大模场光子晶体光纤获得高功率飞秒激光

最近许多实验结果表明掺Yb光纤在提高输出功率方面还有很大潜力,而且由于大模面积光子晶体光纤的使用,飞秒光纤激光器的输出已经可以与传统飞秒固体激光器相比拟。报道了利用掺Yb的保偏型大模面积光子晶体光纤进行锁模和放大方面取得的实验结果,光子晶体光纤振荡级输出重复频率为51 MHz,脉冲宽度为450 fs,平均功率为2 W的飞秒激光,对应单脉冲能量40 nJ;同时利用国产双包层大模面积光纤进行了放大实验,在平均功率为毫瓦量级的种子光脉冲输入情况下,获得了103增益。