四波混频对掺镱光纤激光光谱展宽特性的影响

为了探究四波混频非线性过程对高功率掺镱光纤激光光谱展宽特性的影响,采用纤芯和内包层直径分别为20μm和400μm的掺镱光纤作为增益介质,基于四波混频非线性过程建立掺镱光纤激光光谱分析模型,分析了抽运功率、抽运波长、中心波长和注入模式数参数变化对掺镱光纤激光光谱展宽特性的影响,得到了1080 nm激光的输出光功率谱以及输出激光线宽随各参数变化的曲线。结果表明,四波混频非线性过程中,抽运功率的增大会导致掺镱光纤激光输出光谱线宽展宽;不同抽运波长抽运的输出光谱线宽展宽速率不同;不同中心波长的输出激光光谱展宽程度相近;掺镱光纤激光光谱线宽随着注入模式数增加逐渐展宽。该分析结果为掺镱光纤激光光谱展宽特性研究提供了理论支持,对高功率光纤激光的工程应用有一定的参考意义。

LD泵浦的准连续输出双包层掺镱光纤激光器

介绍了光纤激光器的理论模型和结构组成,搭建了976 nm激光二极管(LD)泵浦的准连续输出双包层掺镱光纤激光器系统。制作了激光脉冲电源方波发生电路,该电源在脉冲工作模式下重频≤1 000 Hz,脉宽从10μs～50 ms可调,占空比≤50%。分析了稀土掺杂双包层光纤的各项性能和能级系统,并实验研究了准连续掺镱双包层光纤激光器的输出特性。在最大泵浦功率为8.12 W,重频为50 Hz和脉宽为10 ms下,测得其最大脉冲输出功率为2.67 W。

980nm单模掺镱光纤激光器

从速率方程出发,理论推导了准三能级掺镱光纤激光器的斜效率,泵浦阈值功率,最佳光纤长度和输出功率的表达式,并理论分析了掺镱光纤中的准三能级和四能级增益关系,为抑制四能级起振提供理论依据。根据理论分析结果,实验中选定了光纤最佳长度、腔镜反射率等参数,最终获得最大输出功率为372mW的980nm单模激光输出,斜效率为21.2%,实验结果与数值模拟结果一致。此外,还对激光器的自脉动效应和不稳定性进行了简单分析。

多波长掺镱光纤激光器实验研究

为了产生室温下掺镱光纤激光器稳定的多波长激光振荡,采用两个光纤环镜作为线形腔掺镱光纤激光器的端镜,在其中一个环镜中熔接一段保偏光纤构成梳状滤波器,通过优化掺镱光纤长度和腔损耗,实现了室温下1060nm附近稳定的多波长振荡。实验结果表明,在室温下,掺镱光纤存在比较明显的非均匀加宽效应,从而使得激光器的振荡波长数随泵浦功率的增加而增加。

DBR掺镱光纤激光器激射波长的研究

对基于一少量模光纤光栅和一普通光纤光栅的分布布喇格反射掺镱光纤激光器的激射波长进行了详细研究通过对普通布喇格光栅的中心波长进行调谐,发现激射波长始终是由两光栅卷积的最大值所确定的等效反射峰值相对光栅反射峰值的偏移以及激射波长相对等效反射峰值的偏移两种机理共同决定的。

非线性吸收诱导掺镱光纤激光器中的光学双稳

研究了在掺镱光纤激光器中观察到的光学双稳态现象.激光信号光和驻留泵浦光的双稳特性来源于激光器在小信号和增益饱和两种情况下,掺镱光纤对信号的非线性吸收导致的激光器内腔非线性损耗.同时分析了把泵浦光中的光学双稳行为通过分叉的腔结构扩展到切换式双波长光纤激光器的可行性.

全光纤化自脉冲抑制的连续稳定运转掺镱光纤激光器

光纤中的非线性效应是限制高功率光纤激光器发展的重要因素。通过抑制激光器时域的不稳定性(自脉冲现象),可以提升非线性效应的阈值。基于全光纤化的谐振腔引入了简单的光纤珐珀腔,使噪声抖动降至原先的1/3,并实现了自脉冲抑制的稳定的连续激光输出。这种简单的腔结构保持了较高的斜率效率(76.5%),实现了高功率的激光输出(48.7 W泵浦光产生36.5 W激光)。这种腔结构中的全光纤化谐振腔不仅可以用作稳定的连续激光运转激光器,而且还可以用作更高功率光纤放大器的种子,用于限制非线性效应的产生。

基于内腔布儒斯特双轴锥棱镜的掺镱光纤激光器的径向偏振模振荡

实验采用一个内腔布儒斯特双轴锥棱镜,在掺镱多模双包层光纤激光器中实现了径向偏振光振荡,并在长2m的增益光纤中获得了高达6.2mW的功率输出.研究揭示了从光纤激光器振荡中获得径向偏振光的新途径.然而,该激光器输出的径向偏振光的光强分布并不很均匀,且偏振消光比较低,需要进一步改进.

1120nm窄线宽掺镱光纤激光器

为了获得窄线宽、高功率、长波长(相对于1030nm^1080nm)的1120nm光纤激光器,采用普通单模掺镱光纤和一对光纤布喇格光栅构建了该光纤激光器的谐振腔,为保证抽运光的完全吸收和避免非线性效应,对有源光纤的最佳长度进行了理论分析和实验验证。结果表明,激光器的阈值抽运功率为40m W、注入抽运功率为265m W时,激光器输出信号光功率35m W,光光转换效率为13.2%,激光器中心波长为1120.9nm,输出激光的谱线宽度为0.03nm。这种激光器的获得是因为采用了高反射率耦合输出光纤布喇格光栅、短谐振腔结构和低功率运转状态。该激光器可作为种子光注入光纤放大器。

可调谐全正色散掺镱光纤激光器

利用相位长周期光纤光栅作为光谱滤波器，熔接于全正色散掺镱光纤激光系统中，从而实现了具有波长可调谐的连续激光输出和被动锁模激光脉冲输出，可调谐激光波长范围分别为11.4 nm和10.5 nm。通过调节偏振片改变激光腔内的偏振状态，输出锁模脉冲实现脉冲宽度的可调谐，其调谐范围为3.6~1.2 ns。在530 mW的最大泵浦功率下，得到了重复频率为2.5 MHz、最大单脉冲能量为38.9 nJ的锁模脉冲输出和最大输出功率为124 mW的连续激光输出。

掺镱光纤激光器调Q锁模现象研究

为了获得高峰值功率与窄脉宽的激光脉冲,本文使用速率方程和功率传输方程建立了掺镱光纤激光器调Q锁模仿真模型,并且研究了输出脉冲随Q开关上升时间和泵浦功率的演变。通过优化上升时间和泵浦功率,可得到明显的调制锁模脉冲,并且输出脉冲的峰值功率高达15000W。

宽光谱全正色散锁模掺镱光纤激光器

介绍了一种全正色散宽光谱被动锁模掺镱光纤激光器,利用非线性偏振旋转技术实现全正色散掺镱光纤激光器的被动锁模.当泵浦功率输出为500mW时,激光脉冲输出功率大于139mW,重复频率约为28.1MHz,脉冲宽度为3.8ps.为了进一步研究全正色散光纤激光器的宽光谱输出特性,在腔内熔接50m单模光纤,同时去除双折射滤波片,在泵浦功率为500mW时,观察到稳定锁模单脉冲耗散孤子,光谱范围为1 005~1 140nm,输出激光脉冲最大平均功率为90mW,重复频率为3.58MHz,脉冲宽度为519ps.

基于阵列波导光栅的可调谐多波长掺镱光纤激光器的研究

根据镱离子特性理论分析了掺镱光纤激光器的原理,借助阵列波导光栅、光谱分析仪等构建出相应装置对多波长掺镱光纤激光器24个不同的输入信道/输出光谱强度分别进行详细研究,证实了可调谐多波长掺镱光纤激光器稳定的工作特性。

掺镱光纤激光器时域特性的研究

利用光纤的非线性效应——受激布里渊散射 (SBS)和二色镜的选频作用 ,以国产的激光二极管作泵浦源 ,在掺镱光纤激光器中得到了稳定的自调 Q光脉冲输出 .脉冲重复频率为 2 9.4MHz,脉冲半宽度约为 2 ns.

基于微纳光纤脉冲压缩器的皮秒脉冲掺镱光纤激光器

1.0μm波段的超短脉冲激光器在激光加工、光学精密测量和生物医学等领域具有重要应用价值,但由于掺镱光纤激光器工作在全正色散区域,激光器直接输出的脉冲通常宽度较大。文中利用改变微纳光纤尺寸可以使其在1.0μm波段提供反常色散的特点,将微纳光纤作为色散补偿元件在掺镱光纤激光器腔外对脉冲进行压缩来获得超短脉冲。实验中,自主拉制的微纳光纤锥腰直径为3μm,锥腰长度为5 cm。掺镱光纤激光器直接输出脉冲宽度为37.6 ps,经微纳光纤压缩后脉冲宽度为8.5 ps。该结果提供了一种更简便低廉的压缩脉冲方法。

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。

波长可切换可调谐耗散孤子锁模掺镱光纤激光器

采用非线性偏振旋转(NPR)锁模技术,在全正色散掺镱光纤激光器中研究了波长可调谐可切换耗散孤子锁模现象。由于NPR所诱导的腔内梳状滤波效应,光纤激光器在中心波长1 042.8~1 050.2 nm以及1 040.9~1 048.1 nm处实现了波长可切换运作,可切换波长间隔分别为7.4 nm和7.2 nm,光谱宽度约为5.5 nm和2.7 nm。同时在1 042.77~1 045.33 nm之间观察到波长可调谐运作,调谐范围2.7 nm。另外在光纤激光器中还获得了稳定的双波长锁模和二阶谐波锁模。该实验的研究有利于加深人们对掺镱光纤激光器中锁模动力学行为的理解,并为多功能激光光源的设计提供了借鉴。

全正色散可调谐耗散孤子掺镱光纤激光器的研究(特邀)

波长可调谐的超短脉冲激光对通讯、生物医药、度量和激光加工等领域研究有着非常重要的意义。通过非线性偏振旋转技术,利用腔内双折射效应搭建了波长可调谐全正色散超短脉冲掺镱光纤激光器。利用腔内双折射引起的光谱滤波效应,通过适当旋转波片和调整双折射滤波器的角度,耗散孤子可以从1 015~1 075 nm连续调谐。在调谐范围内,其脉冲重复频率25.6 MHz,脉冲宽度4.52 ps,输出功率为85 mW。

掺镱光纤激光器分段抽运方式下温度分布的理论分析

利用松弛迭代法数值求解分段抽运方式下光纤激光器的稳态速率方程组,提出了基于遗传算法对分段抽运的功率大小和光纤长度进行同时优化的方法从而实现了最佳温度分布,分析比较了双端抽运和多段抽运方式下的最佳光纤长度,最高工作温度和效率,研究表明,分段抽运方式较双端抽运方式,一方面最高工作温度大大降低并具有更为平坦的温度分布,另一方面由于最佳光纤长度的增加使得信号光衰减变大,从而导致效率略有下降。

500MHz环形掺镱光纤激光器及频率梳

设计了一种环形掺镱光纤激光器及频率梳,直接由振荡器产生相应的频率,而无需扩增500MHz以上的重复率。带宽分辨率为300k Hz时,载波包络偏移频率信噪比超过了40d B,载波包络偏移频率在无温度控制的露天环境中,稳定时间超过6小时,大幅提高了梳齿间隔,缩短了脉冲宽度,减少了噪声。