A Novel Nanotube-Based Fiber Laser for Ultrashort Pulse Generation and Fast Measurements

We propose a nanotube-based erbium-doped fiber laser that can deliver conventional soliton (CS) and stretched pulse (SP) based on D-shaped fiber saturable absorber (DF-SA) where evanescent-field interaction works. The novel Nanotube-based Fiber Laser can generate SP or CS by tuning pump power and polarization controller (PC) properly. The net cavity dispersion of laser is slightly negative. In our experiment, by optimizing the PC in the cavity, CS and SP can be obtained at the central wavelengths of 1530.6 nm and 1530.3 nm due to on carbon nanotubes and the spectral filtering effect induced by nonlinear polarization rotation. Although the acquired CS and SP nearly have the same central wavelengths, they show distinct optical spectra, 3-dB bandwidths. The proposed fiber laser with switchable CS and SP is attractive for ultrashort pulse generation and fast measurements in practical applications.

Development of Fiber Lasers and Their Applications

Development of fiber lasers, especially the latest progress in high power fiber lasers, and the problems of the commercialization of high power fiber lasers, are discussed. Research on other kinds of fiber lasers, such as microstructure fiber laser, ultrashort pulse fiber lasers, Raman fiber lasers are also involved.

SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性

搭建了基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器,对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明,多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱周期数的增加,SESAM调制深度增大,激光器输出脉冲宽度变窄,具有更高的输出功率和更大的锁模区间。但量子阱周期数过高的SESAM具有较大非饱和损耗,使得相同泵浦功率下输出功率降低。在相同调制深度下,体材料SESAM的非饱和损耗偏大,降低了输出功率和光光转化效率,但对脉冲的窄化作用更显著。SESAM对输出脉冲的波长和光谱宽度无显著影响,主要受光纤布拉格光栅(FBG)控制。本文对SESAM的设计与选型具有一定指导意义。

超短脉冲激光加工芳纶纤维增强树脂基复合材料

芳纶纤维增强树脂基复合材料(Aramid fiber-reinforced polymer,AFRP)是一种高性能的纤维增强复合材料,具有比强度高、模量高、质量轻等优点,在航空航天、军事装备、汽车制造等领域有着广泛应用。AFRP各向异性和不均匀性等特点导致其在加工过程中会产生分层、起毛、热影响区过大等问题,已有的加工技术达不到航空航天领域应用所需要的加工精度,构成了目前精密加工AFRP的技术瓶颈。本文综述了AFRP加工的研究现状,通过比较和讨论传统机械加工、磨料水射流加工、连续激光和长脉冲激光加工以及超短脉冲激光加工的优缺点和尚有缺陷,依据飞秒激光“冷加工”的原理,讨论了利用飞秒激光精细加工克服这个技术瓶颈的可行性,并给出了相应的研究内容和相关技术途径。本文内容为精密加工AFRP指明了方向,具有明显的研究意义和潜在应用价值。

光纤激光器研究进展

光纤激光器具有寿命长,模式好,体积小,免冷却等一系列其他激光器无法比拟的优点,近年来受到了来自电子信息、工业加工和国防科技等研究开发领域的高度关注。文章概述了光纤激光器典型的工作原理,阐述了其当前主要研究方向以及国内外研究现状,最后提出了光纤激光器产业化的趋势。

掺Er^(3+)氟化物光纤振荡器中红外超短脉冲的产生

基于非线性薛定谔方程建立了氟化物(ZrF_4-BaF_2-LaF_3-AlF_3-NaF,ZBLAN)光纤振荡器中产生中红外超短脉冲的理论模型,在此基础上研究了中红外超短脉冲在氟化物光纤振荡器中形成的物理机理,数值模拟了氟化物光纤振荡器中中红外超短脉冲的演化过程.分析了腔内净色散和小信号增益系数对振荡器中锁模脉冲产生的影响,并给出了参数设置范围.研究发现:当掺Er^(3+)氟化物光纤长度,小信号增益系数,不饱和损耗为一定值时,腔内净色散在一定范围内才会出现稳定的锁模脉冲,且随着腔内净色散增加脉冲宽度变宽,光谱变窄,峰值功率降低;当掺Er^(3+)氟化物光纤长度及不饱和损耗一定,腔内净色散量为合理值,小信号增益系数在合理的范围时可以得到稳定的锁模脉冲,且随着小信号增益系数的增加脉冲宽度变宽,光谱变宽,峰值功率增加.

超短脉冲光纤激光器的研究进展

本文针对超短脉冲光纤激光器三种不同的锁模机制,综述了相应锁模光纤激光器的研究进展,并且对包层泵浦锁模光纤激光器产生高能量或高峰值功率超短脉冲进行了阐述。

掺Yb^(3+)光纤激光器及放大器

介绍掺Ｙｂ３＋光纤激光器及放大器的原理、研究进展及发展潜力。并对掺Ｙｂ３＋光纤的超短脉冲激光及其放大技术做一介绍。文中还介绍了我们研制的掺Ｙｂ３＋石英单模光纤。

203W全光纤全保偏结构皮秒掺铥光纤激光器

利用光纤布拉格光栅作为光谱滤波器来控制锁模掺铥光纤激光器的光谱形状和脉冲宽度,以及结合纤芯抽运高掺杂双包层掺铥光纤技术,实现了2μm波段重复频率为611.5 MHz的皮秒脉冲激光输出.利用该高重复频率皮秒激光作为种子源,结合主振荡功率放大技术,研制出了百瓦量级全光纤全保偏结构皮秒脉冲掺铥光纤激光放大系统,得到了平均功率为203 W的线偏振皮秒脉冲激光输出,偏振消光比>15 d B,激光脉冲宽度为15 ps,相应的激光峰值功率为22 k W.该结果为目前国际上2μm波段全光纤结构超短脉冲激光器所产生的最高平均输出功率,为下一步2—5μm波段高功率中红外激光的产生提供了可靠的抽运源.

皮秒脉冲泵浦的高功率超连续谱光源

实验研究利用皮秒脉冲泵浦光子晶体光纤产生高功率超连续谱输出,探讨制作高功率全光纤超连续谱光源的关键技术,分析不同结构皮秒脉冲光纤激光器泵浦光子晶体光纤产生超连续谱的优缺点。应用重复频率倍增技术降低激光器自身的非线性效应,得到性能参数合适的高功率皮秒脉冲光纤激光器;采用后处理技术将光子晶体光纤输入端扩芯后与双包层光纤进行低损耗熔接,以增加皮秒激光的耦合效率;得到35.6W高功率全光纤超连续谱输出,光谱覆盖650nm～1700nm。

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。

飞秒脉冲作用下两种多孔微结构光纤超连续谱的产生

报道了利用20 fs激光脉冲在两种多孔微结构光纤产生超连续谱的现象,光纤长度均为40 cm,连续谱展宽范围分别是420-980 nm和570-920 nm。实验上证明了不仅仅具有周期性结构的微结构光纤可以用于产生超连续谱,由无序填充气孔组成的多孔微结构光纤也可以出现类似的超强非线性和超连续谱展宽。分析表明,小模场面积和高非线性系数更有利于产生宽的超连续谱,不完全光子带隙的存在导致了光谱的分立结构。

被动锁模超短脉冲光纤激光器研究进展(特邀)

超短脉冲光纤激光器是激光器领域的一个重要分支,由于输出脉冲峰值功率高、脉冲宽度窄,吸引了大量科研工作者的关注。被动锁模技术是产生超短脉冲的常用手段,通过平衡谐振腔内色散与非线性,增益与损耗之间的相互作用来实现超短脉冲输出。深入理解被动锁模机制能够进一步推动超快光源的研究走向成熟。随着输出性能的逐步提升,超短脉冲光纤激光器的适用场景越来越丰富,能在不同领域发挥更加重要的作用。本文综述了目前光纤激光器中常用的几类被动锁模技术,包括:非线性光纤环形镜、非线性偏转旋转、低维纳米材料可饱和吸收体、非线性多模干涉以及最近涌现的Mamyshev振荡器和时空锁模等,阐述了各自的原理以及技术优势,并介绍了其在超短脉冲光纤激光器研究方面的最新进展。

超短脉冲掺Yb^(3+)光纤激光器实验研究

报道了掺Yb3+光纤激光器产生超短脉冲的实验研究超短脉冲激光器抽运源采用波长为976nm的半导体激光器,采用非线性偏振旋转相加脉冲锁模技术,通过调节偏振控制器的方向,实现了掺Yb3+光纤激光器的稳定锁模输出,获得了最大输出功率为7.02mW,脉冲激光光谱宽度为6nm,重复频率为13.7MHz.

超短激光脉冲在线性色散光纤中的传播

研究了线性光纤中色散导致光脉冲展宽的详细物理过程，以此为光纤中光孤子产生的物理过程作物理上的准备。

被动锁模掺Er^(3+)氟化物光纤激光器理论研究

根据非线性薛定谔方程建立了基于可饱和吸收体被动锁模掺Er^(3+)氟化物光纤激光器的理论模型,研究了中红外超短脉冲在掺Er^(3+)氟化物光纤激光器中形成的物理机制,数值模拟了被动锁模掺Er^(3+)氟化物光纤激光器中中红外超短脉冲的演化过程,重点分析了掺Er^(3+)增益光纤长度,可饱和吸收体不饱和损耗对被动锁模掺Er^(3+)氟化物光纤激光器产生中红外超短脉冲的影响,并给出了参数设置范围。研究发现:当小信号增益系数、可饱和吸收体不饱和损耗、腔内净色散量为一定值,掺Er^(3+)氟化物光纤长度在一定范围时,才会出现稳定的锁模脉冲,且随着掺Er^(3+)氟化物光纤长度增加脉冲宽度变窄、光谱变宽、峰值功率增高;当掺Er^(3+)氟化物光纤长度、腔内净色散量、小信号增益系数为一定值时,可饱和吸收体不饱和损耗在一定的范围时可以得到稳定的锁模脉冲,且随着可饱和吸收体不饱和损耗的增加脉冲宽度变窄,光谱先变宽后变窄变化范围不大,峰值功率增加。

MOPA结构的超短脉冲光纤光源

超短脉冲激光具有广泛的应用前景,介绍了产生超短脉冲激光的MOPA结构光纤光源的基本原理,分析了其关键技术,对国内外研究进展作了综述,并对其应用前景进行了展望。

锁模光纤激光器的研究进展

综述了锁模激光器的研究现状。详细阐述了近年来几种研究比较热门的锁模光纤激光器的原理、结构和发展。展望了光纤锁模激光器技术的发展前景。

超短激光脉冲在非线性光纤中的传播

研究了非线性光纤中自相位调制导致光脉冲频谱展宽的详细物理过程，以此为光纤中光孤子产生的物理过程作准备。

飞秒激光刻写的超短光纤布拉格光栅及其传感特性

为了提高光纤光栅传感器的测量精度及可靠性,实现点式测量,拓宽光纤布拉格光栅(FBG)的应用,本文提出了基于飞秒激光直写扫线技术制备超短FBG。首先,在单模光纤上制备了周期为5.35μm、长度为53.5μm的超短FBG,其温度和应力的灵敏度分别为0.011 nm/℃和1.509 nm/N;然后,用体积分数为4%的氢氟酸对制备超短FBG进行选择性腐蚀,制备出了微通道超短FBG,并研究了它对NaCl溶液的传感特性,其折射率灵敏度为69.11 nm/RIU。结果表明,这种微通道超短FBG具有高重复性、高可靠性、可多参数测量等优点。