被动锁模掺铒光纤激光器中的有理数谐波锁模

为了获得稳定的谐波锁模脉冲,分析了有理数谐波锁模的理论和非线性放大环镜的传输特性。构建了包括一个外部环和一个内部环的8字形被动锁模掺铒脉冲光纤激光器,对被动锁模掺铒光纤激光器进行了相关理论分析和实验研究。实验发现,当调整泵浦功率分别为167,146和126mW时,除了观测到了稳定的谐波锁模脉冲外,还观察到了分别类似于3阶、5阶、6阶的有理数谐波锁模脉冲产生现象,分析其脉冲重复频率,证实此类脉冲序列具有属于3阶、5阶和6阶有理数谐波锁模脉冲序列重复频率的一样的规律,认为其产生原因是8字形光纤激光器中的Sagnac环起了和主动锁模中调制器一样的作用。

TiCN作为可饱和吸收体的2.8μm被动调Q锁模光纤激光器

本文报道了一种基于材料可饱和吸收的2.8μm被动调Q锁模掺铒氟化物光纤激光器。通过将TiCN颗粒作为可饱和吸收体直接涂覆于反射腔镜,并结合氟化物光纤垂直端面的输出耦合,实现了具有较低激光阈值和紧凑腔结构的2.8μm脉冲光纤激光器。该激光器在泵浦功率达到330 mW时,开始出现调Q锁模脉冲。随着泵浦功率持续增大,调Q脉冲包络重复频率从14.34 kHz增加至32.57 kHz,对应的脉冲宽度从10.51μs减小至5.40μs。在650 mW的泵浦功率下,获得最大平均输出功率25.83 mW,斜率效率为7.2%。

基于非线性光纤环形镜被动锁模掺铒光纤激光器

研究了一种基于非线性光纤环形镜“8”字形谐振腔结构的波长可调谐被动锁模掺铒光纤激光器,该激光器通过将偏振控制器加在耦合比为30/70的2×2光纤耦合器首尾相连的环内,在整个谐振腔的右端搭建了一个Sagnac环形滤波器。当泵浦功率为270 mW时,锁模光纤激光器输出了中心波长为1555.7 nm的传统孤子,其光谱的3-dB带宽为4.2 nm,重复频率为21.1 MHz,信噪比为68 dB,脉冲宽度为0.759 ps。此外,在不改变腔内其他器件的情况下只增加泵浦功率,实现了锁模光纤激光器的连续可调谐,中心波长的调谐范围为1.5 nm;在增加泵浦功率到360 mW时,调节偏振控制器出现了松束缚态孤子。

飞秒被动锁模环形腔掺Er^(3+)光纤激光器

在考虑增益、损耗、群速度色散、自相位调制、快速可饱和吸收体等各种参数同时作用情况下,分析了非线性偏振旋转效应自启动锁模机理,研究了腔体参数与锁模脉冲之间的关系,并给出飞秒被动锁模环形腔掺E r3+光纤激光器实验原理。实验采用性能稳定的980 nm半导体激光器作为抽运源,高掺杂短长度掺E r3+光纤作为增益介质,利用非线性偏振旋转锁模技术,得到了稳定的飞秒自起振锁模光脉冲。抽运功率为23 mW时,激光器输出锁模脉冲中心波长1 552 nm,3 dB带宽为7.6 nm,重复频率14.0 MH z,平均输出功率0.43 mW,自起振锁模泵浦阈值功率11.5mW,并观测到了稳定的高阶锁模脉冲输出。该激光器与报道过的相同结构光纤激光器相比,自起振泵浦阈值低、脉冲能量高、稳定性好,且频谱边带幅度小。

2μm波段全光纤保偏被动锁模掺铥光纤激光器

报道了2μm波段的全光纤保偏锁模掺铥光纤激光器,通过在法布里-珀罗(F-P)腔内加入半导体可饱和吸收镜做为被动锁模器件,采用主振-放大构型,获得了最高输出平均功率为1.08W,重复频率为10.24MHz,脉冲宽度为15.24ps,中心波长为2054.68nm,光谱宽度约为0.3nm的2μm线偏振激光脉冲输出,激光脉冲的消光比为24.17dB。

主动锁模掺铒光纤环激光器的原理和稳定性研究

在阐述主动锁模掺铒光纤环激光器的锁模原理与锁模脉冲生成机制的基础上,进一步论述了阻碍主动锁模掺铒光纤环激光器实用化的两种稳定性问题,并提出了一些相应的解决方案。

被动锁模掺饵光纤激光器的研究

利用光孤子压缩纠缠态进行量子通信，是量子通信走向实用化的重要途径，为产生光孤子压缩纠缠态，要有大功率的超短fs脉冲源。利用Cr^4＋：YAG激光器其结构比较复杂，若利用被动锁模fs光纤激光器，结构简单得多。在此之前，人们对被动锁模光纤激光器进行了大量研究。

被动锁模复合环形腔掺饵光纤激光器的自启动分析

本文对被动锁模复合环形腔掺饵光纤激光器的自启动工作特性进行了分析，指出谐振腔内残余反射面的存在是阻碍激光器实现自启动锁模的主要原因。利用半导体激光器有源区的折射率随注入电流的变化而改变的特性，在谐振腔中获得了一个可移动腔镜，克服了腔内残余反射面的影响，实现了锁模的自启动。

基于MoO_3可饱和吸收体的掺镱被动锁模光纤激光器

报道了一种基于MoO_3可饱和吸收体的连续锁模、调Q锁模掺镱光纤激光器.采用环形腔结构,在泵浦功率为95mW时,获得了稳定的重复频率为17MHz的连续锁模脉冲输出,单脉冲宽度为130ps,光谱中心波长为1 067.06nm,谱线3dB带宽为0.27nm.在泵浦功率为280mW时,产生稳定的调Q锁模脉冲输出.当泵浦功率从280mW变化到400mW的过程中,调Q锁模包络重复频率从26.51kHz变化到48.7kHz,包络半高宽度从14.6μs变化到4.1μs,子脉冲的宽度和光谱中心波长基本保持不变,谱线3dB带宽变为0.62nm.

基于混合锁模的耗散孤子掺铒光纤激光器

从一种简单、全光纤结构的混合被动锁模掺铒光纤激光器中,得到了高稳定性、宽光谱的耗散孤子。激光器结合了半导体可饱和吸收体和非线性偏振旋转两种锁模机制,并运行在正常色散区内;通过色散管理,激光器能产生光谱宽度39.1 nm和时域宽度178 fs的孤子脉冲序列。激光输出的中心波长为1.55μm,重复频率约为34.3 MHz,单脉冲能量在0.33 nJ左右。与此同时,激光器的斜效率也约等于15.5%;室温工作下,激光器能实现自启动锁模,且运行在稳定单脉冲输出状态的时长在15 h以上。

可调谐被动锁模掺铥光纤激光器

为了实现波长可调谐被动锁模掺铥光纤激光器,提出了基于激光腔随机双折射效应通过调节激光偏振态来改变被动锁模掺铥光纤激光器的工作波长的方法,并进行了原理分析和实验验证。结果表明,调节偏振控制器可实现在2010nm,2019nm,2024nm,2050nm等多个中心波长处的锁模脉冲输出,同时在单个中心波长附近,还可以精密调谐。这种可调谐锁模激光器结构简单、可调谐性好,对光通信、超快光学、医学、遥感技术和雷达等应用中光源的选择有一定的参考价值。

基于混合锁模的掺铒光纤飞秒激光器研究

研究了一种有效结合非线性偏振旋转效应(NPR)锁模和半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的混合锁模掺铒光纤飞秒激光器。激光器系统输出脉冲的重复频率为97.6MHz,光谱宽度21.52nm。直接输出脉冲宽度168fs,激光器泵浦功率的转化效率为12.2%。与单一机制锁模激光器相比,自制混合激光器具有高性能的特点,且锁模状态稳定,可以实现自启动。该激光器为实用型光学频率梳的研制提供了稳定的光源。

基于氧化铜可饱和吸收体的掺铒光纤激光器

报道了一种基于氧化铜(copper oxide, CuO)材料可饱和吸收体(saturable absorber, SA)的孤子锁模掺铒光纤激光器(erbium-doped fiber laser, EDFL)。通过将液相沉淀法制备的氧化铜沉积在锥形光纤上作为SA被动锁模器件。当泵浦功率为233.6 mW时,在中心波长1 530.2 nm处获得了脉冲宽度为1.23 ps的传统孤子,其基本重复频率为5.34 MHz,脉冲能量和平均输出功率分别为1.37 nJ和2.2 mW。此外,当泵浦功率增加到329 mW时,首次在中心波长1 529.6 nm处观察到了束缚态孤子脉冲,其光谱调制周期为3 nm,脉冲分离度为2.6 ps。研究结果表明,CuO材料是超快光纤激光器的良好SA候选材料。

78fs全光纤环形腔被动锁模飞秒激光器

为满足全光采样系统对低时域抖动、窄脉冲宽度和高重复频率飞秒光纤激光器的需求,结合数值仿真,在实验的基础上利用非线性偏振旋转锁模原理,初步实现了自由运转被动锁模掺铒飞秒光纤激光器,激光器锁模输出脉冲的基本重复频率为6.028 MHz,平均输出功率为1.07 mW,中心波长为1 570.3 nm,光谱宽度为33.2 nm,理论推算出傅里叶变换受限脉冲的时域宽度为78 fs;通过增大输出耦合器的分束比,可以提高锁模输出脉冲的平均功率;同时,测量了锁模脉冲基本重复频率的稳定性。该激光器的操作和调节简单,在锁模情况下能够长时间稳定运行,其全光纤结构更有利于小型化和便携化。

1.05μm被动锁模掺Yb^(3+)光纤环形激光器

利用非线性偏振旋转效应实现了掺Yb3+光纤环形腔激光器的被动锁模。锁模脉冲的中心波长为1.05μm,重复频率为22.22 MHz,光谱带宽为27.066 nm。被动锁模脉冲经掺Yb3+单模光纤放大器放大,再由单光栅脉冲压缩器进行色散补偿,最终获得了脉宽为120 fs,平均功率为12.5 mW,能量达0.56 nJ的稳定激光脉冲。最后分析了输出光脉冲的稳定性。

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。

基于石墨烯可饱和吸收体的掺铒光纤环形腔脉冲激光器

利用新型材料石墨烯作为可饱和吸收体,设计了用于光纤通信和材料加工的环形腔结构脉冲光纤激光器,实验研究了石墨烯可饱和吸收产生脉冲输出的原理以及输出脉冲激光的特性。通过激光诱导沉积法将石墨烯材料转移到光纤端面并将其置于环形激光腔结构中;采用974nm半导体激光器作为抽运源,掺铒光纤作为增益介质,调节偏振控制器的角度得到了稳定的锁模输出脉冲。获得的锁模脉冲中心波长为1 560.1nm,重复频率为7.89MHz,脉冲光谱3dB带宽为0.27nm,脉冲宽度为14.7ps。实验显示,由于石墨烯具有良好的可饱和吸收性能,损伤阈值比较高,有望取代单壁碳纳米管成为一种新型的激光锁模材料。

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。

非线性偏振旋转锁模Yb^(3+)光纤激光器的理论分析

本文对非线性偏振旋转锁模Yb^(3+)光纤激光器进行了理论分析,通过数值模拟方法证明,采用非线性偏振旋转的锁模机制,利用掺Yb^(3+)光纤工作在正色散区的特性,在掺Yb^(3+)光纤组成的环形腔激光器中,可形成能量较大的光脉冲。对该脉冲在腔外进行压缩,可得到高能量的超短光源。

产生飞秒脉冲的被动锁模光纤环激光器

在当前的高速光通信系统中,光源的选择至关重要。本文在考虑耦合损耗的条件下,分析了光纤环镜(NALM)的非线性传输特性,论述了利用光纤环激光器锁模产生超短脉冲的原理。