Self-starting mode-locked picosecond Ti：sapphire laser by using of a fast SESAM

A stable continuous wave mode-locked picosecond Ti：sapphire laser by using a fast semiconductor saturable absorber mirror （SESAM） is demonstrated. The laser delivers pulse width of 20 ps at a central wavelength of 813 nm and a repetition rate of 100 MHz. The maximum output power is 1.34 W with pump power of 7 W which corresponds to an optical^optical conversion efficiency of 19.1%.

基于SESAM镜的全光纤皮秒激光器腔内脉冲传输特性研究

全光纤皮秒激光器由于其结构简单、稳定性高、成本低等优点被广泛应用于通信、工业加工等领域。本论文针对一种基于半导体可饱和吸收镜(SESAM镜)和均匀光纤布拉格光栅(FBG)结构,在选定的AMP FC-SC单模光纤中(有效折射率neff=1.47,色散系数β2=2.5×10-26s2/m,非线性系数γ=0.005(W×m)-1)通过非线性薛定谔方程,传输矩阵等方法,数值研究了SESAM镜,FBG的参数对腔内脉冲传输的影响。在光栅中心波长λFBG=1064 nm,光纤长度L=10 m,纤芯直径9μm的条件下,数值结果得到在SESAM调制深度△R≥0.38,FBG耦合系数k≤0.63,长度范围为4.9 nm≤LFBG≤7.9 nm和8.1 nm≤LFBG≤11.1 nm时能够得到脉宽约为100 ps高斯分布的腔内传输脉冲。

9 W级高功率SESAM锁模Nd∶YVO_4激光器

通过LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体,以半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为被动锁模器件,利用ABCD传输矩阵法和MATLAB软件设计具有良好热稳定性和超大稳区的X-型五镜折叠谐振腔,实现了高效率和高功率的连续稳定锁模运转.在泵浦功率30 W时得到1 064nm波长最大9W的稳定锁模输出,脉冲重复频率为108.28MHz,脉宽为9.53ps,对应最大单脉冲能量84.04nJ,激光器的斜效率达到31.7%.以此为种子源放大可直接获得百瓦级高功率锁模激光输出.

3.9MHz被动锁模Nd∶YVO_4皮秒激光器的实验研究

报道了一种具有热稳腔设计实现1064 nm皮秒脉冲激光输出的被动锁模Nd∶YVO_4激光器。并在此基础上,不改变锁模条件激光模式的同时引入Herriott型多程腔来增加腔长,使总腔长达到38.7 m。采用光纤耦合输出的808 nm激光二极管对Nd∶YVO_4晶体进行端面抽运,以半导体可饱和吸收镜作为被动锁模元件,获得了重复频率低至3.9 MHz的皮秒激光脉冲,脉宽为60 ps。在泵浦功率为10 W时,平均输出功率为2.6 W,对应单脉冲能量0.67μJ,x和y方向的光束质量因子分别为1.01和1.11。

基于快速半导体可饱和吸收镜的高功率锁模皮秒掺钛蓝宝石激光器

利用X型四境腔中第二稳区振荡光斑大小随臂长变化关系,设计了一种快速半导体可饱和吸收镜启动的高功率皮秒模掺钛蓝宝石激光器。通过改变臂长改变SESAM表面光斑大小,进而改变SESAM表面功率密度实现锁模,采用恒温循环通水紫铜作为SESAM热沉,有效消除了高功率运转下热噪声导致的锁模不稳定。在10W泵浦功率下,利用腔内自相位调制和群速度色散相互制约机制,获得了稳定类孤子锁模脉冲,输出典型的脉冲宽度为20ps,中心波长为813nm,对应的重复频率为100MHz。在输出镜透过率为10%和20%时,输出最大功率分别为1.80W和1.95W。结果表明:这种设计对应SESAM表面较大光斑,在同样的锁模功率密度下,支持更高的腔内功率密度,适合高功率高光束质量锁模运转,最终获得近2W的稳定锁模皮秒脉冲输出。

10kHz腔倒空锁模皮秒激光器研究

将半导体可饱和吸收体(SESAM)锁模技术与腔倒空技术结合,采用半导体端面抽运方式实现了具有高重复频率、大单脉冲能量的皮秒激光器的运转。从理论上分析了腔倒空锁模输出的机理,建立起腔倒空锁模激光器运行的物理图像,并对影响激光器倒空率的一些因素进行了研究。实验上,实现端面抽运Nd∶YVO4晶体的SESAM连续锁模后,在锁模腔内插入BBO电光调制晶体,获得10 kHz腔倒空皮秒锁模脉冲输出。当抽运光功率为14.1 W时,输出锁模脉冲的单脉冲能量为6.5μJ,脉冲宽度为10.4 ps。

半导体可饱和吸收镜被动锁模侧面抽运Nd∶YAG激光器研究

利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术实现的超快脉冲激光器具有结构简单紧凑、脉冲序列稳定等优势,在许多领域有着重要用途,自问世以来受到国内外的广泛关注。分析了SESAM被动锁模侧面抽运固体激光器的具体要求,进行了不同条件下的SESAM被动锁模侧面抽运Nd∶YAG激光器实验。获得了最高平均功率9.5 W,脉冲重复频率71 MHz,单脉冲能量约141 nJ的皮秒激光脉冲。对SESAM被动锁模侧面抽运Nd∶YAG激光器进行了实验和理论分析,对实现高功率连续超短脉冲激光器进行了探讨。

工业加工用高重频腔倒空锁模皮秒激光器研究

报道了一台用于工业加工的半导体激光端面泵浦Nd∶YVO4晶体的固体皮秒脉冲激光器。实验采用半导体可饱和吸收体(SESAM)锁模技术,并首次利用普克尔盒双向加压方式进行腔倒空,精确控制电光晶体的加压脉宽,实现了高重频皮秒激光的运转,得到了重复频率从500 kHz到1 MHz可调的激光输出。当重复频率为1 MHz时,获得了中心波长为1 064 nm、脉冲宽度10.4 ps、单脉冲能量为297 nJ的激光输出。该皮秒激光系统结构紧凑、稳定性高,为工业加工及再生放大提供了良好的光源。