用高破坏阈值半导体可饱和吸收镜进行Yb∶YAB激光器锁模的研究

掺Yb3+介质作为1μm波段全固态超短激光脉冲发射最有前途的激光介质受到普遍关注。与掺Nd3+介质相比它具有更宽的发射谱线,因此更容易实现1μm附近宽调谐激光运转以及超短脉冲的产生;而它的吸收波长与InGaAs二极管激光器相匹配,可用于研制紧凑廉价的半导体激光抽运全固态激光器。此外,掺Yb3+介质能级结构简单,避免了激发态吸收、浓度猝灭和上转换等不必要的激光损耗。当然,掺Yb3+介质也有一定的缺点,例如其上能级寿命比较长,在利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模时很容易产生调Q或者调Q锁模。由山东大学研制的Yb∶YAB晶体除了具…     

2 μm超短脉冲全固态掺铥振荡器研究进展（特邀）

2 μm激光处于水的吸收峰,对人眼安全而且处于大气窗口波段,在空间通讯、遥感探测、环境监测、激光制导、红外对抗、外科手术等领域具有重要的应用价值。随着各类掺铥和铥钬共掺激光介质的不断丰富及锁模技术不断发展,2 μm波段超短脉冲全固态振荡器成为最近几年激光技术的研究热点之一。文中系统分析了2 μm波段激光基质材料和锁模技术,概括了近年来国内外2 μm 超短脉冲全固态掺铥振荡器的最新进展,并对代表性实验进行了分析介绍,最后对2 μm波段超短脉冲全固态掺铥振荡器的发展前景做出总结与展望。     

激光二极管抽运的Yb:GSO飞秒激光器

作为1μm附近由激光二极管直接抽运的高效、紧凑固体激光器的增益介质，掺Yb^3＋离子的激光材料越来越受到人们的关注。掺Yb的晶体具有能级结构简单，荧光寿命长，量子缺陷低等优点。掺Yb离子的激光晶体作为增益介质的飞秒激光振荡器国际上已有报道，实现全固态飞秒激光器件的实用化是国内外科学家追求的目标。     

激光二极管抽运Na,Yb:CaF2晶体实现低阈值激光输出

与Nd3+相比,Yb3+具有能级结构简单,本征量子缺陷低(＜O.1),辐射量子效率高,而且吸收和发射光谱非常宽,适合激光二极管(LD)抽运宽带调谐激光运转和超短脉冲的产生.特别是掺Yb晶体适合高亮度的InGaAs激光二极管抽运,从而成为近年来激光二极管抽运全固态激光器中备受关注的增益介质.但是掺Yb激光晶体属三能级系统,抽运阈值普遍较高.因此,寻找低阈值、实用化掺Yb晶体介质是近年来激光晶体的重要发展方向.     

激光二极管抽运新型Yb:GSO晶体实现激光运转

作为发射波段在1μm的激光二极管(LD)抽运全固态激光器的增益介质，掺Yb晶体非常大的具有吸引力。Yb离子具有简单的电子结构，预防了激发态重复吸收、上转换以及浓度淬灭带来的激光损耗。而且，掺Yb介质的量子缺陷比较低可以产生相对大的斜效率和低热负载。近年来，掺Yb介质一些有效的激光运转已经得到证明，如Yb：YAG，Yb：YAB以及Yb：BOYS等。迄今为止，人们仍在进行各种尝试以得到发射荧光谱宽，低阈值运转的激光晶体。     

激光二极管抽运超短长度Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤激光器

Er^3＋／Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃光纤具有很高的增益，单位长度增益已有报道可达5dB／cm。以此为介质的光纤放大器和激光器在光子集成、光通信等领域中具有很好的应用前景。目前国外已有用激光二极管（LD）抽运超短长度Er^3＋／Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃光纤实现1．54μm激光输出的报道。     

全固态连续波Nd:YVO_4激光器中Cr~(4 ):YAG被动调Q的实验研究

近几年来，随着二极管激光器（LD）的迅速发展，全固态被动调Q激光器件由于结构简单、操作方便、不需要外围设备，因而在科研、军事和工业等领域中有广泛的应用．其中，用掺四价铬的钇铝石榴石晶体（Cr4 ：YAG）作被动调Q元件，在连续波或准连续的Nd：YAG中，已获得皮秒脉宽、几千瓦峰值功率的脉冲输出．Cr4 ：YAG除了在1．3～1．6μm波长范围内作可调谐激光晶体外，由于在0．9～1．2μm具有显著的饱和吸收特性，是掺Nd3 激光介质的理想被动调Q开关．与其它调Q元件相比，Cr4＋：YAG具有吸收截面大、可饱和吸收租定性好和较好的热…     

激光二极管抽运的Yb∶GSO连续锁模激光

作为发射在1μm波段的二极管抽运全固态激光器的增益介质,掺Yb离子的晶体备受关注。掺Yb晶体具有能级结构简单,量子缺陷低(<0·1),量子效率高等优点。目前成功使用掺Yb的晶体作为增益介质的飞秒激光振荡器已有很多报道,如Yb∶BOYS[1],Yb∶KYW[2],Yb∶SYS[3]等。激光材料的发射谱带越宽,愈容易实现宽调谐和高功率超快激光的输出。Yb离子占据基质中低对称性的格位或多种格位,非常有利于吸收和发射光谱的宽化。实验中采用中国科学院上海光学精密机械研究所研制生长的Yb∶Gd2Si O5(Yb∶GSO)晶体。Yb∶GSO晶体垂直切割、双面镀940~98…     

自启动、宽调谐的ps掺Yb双包层光纤激光器

对连续泵浦的自启动、宽调谐的ps脉冲掺Yb^3＋双包层光纤激光器进行了实验研究。采用20m单模掺Yb^3＋双包层光纤作为增益介质,利用77MHz射频信号的声光调制器（AOM）作为频移器以及体光栅构成外腔,得到了重复频率为1GHz、平均功率为56．3mW以及脉宽小于60ps的脉冲,激光器的调谐范围超过40nm。     

激光二极管抽运的Yb:GSO连续锁模激光

作为发射在1μm波段的二极管抽运全固态激光器的增益介质，掺Yb离子的晶体备受关注。掺Yb晶体具有能级结构简单，量子缺陷低（〈0．1），量子效率高等优点。目前成功使用掺Yb的晶体作为增益介质的飞秒激光振荡器已有很多报道，如Yb：BOYSE，Yb：KYW，Yb：SYSE等。     

基于泵浦分束的波长可调谐1μm超短脉冲光纤激光器

利用啁啾脉冲增益饱和放大特性，搭建了一台基于泵浦分束结构的波长可调谐1μm全保偏光纤超短脉冲激光器。该激光器由超短脉冲激光振荡器和超短脉冲激光放大器组成，控制注入到放大器的啁啾脉冲能量，使放大器处于增益饱和或非饱和状态，从而实现激光中心波长的精确调节。实验中，激光器可产生1030.0～1034.5 nm波长可调谐的超短脉冲激光，光谱带宽大于13.1 nm。在整个波长调谐范围内，放大脉冲激光的信噪比均大于55 dB，时域脉宽为7.1～7.5 ps。此外，得益于全保偏光纤架构，该1μm超短脉冲光源表现出良好的长期稳定性，平均功率的相对抖动低至0.1%。该激光器产生的波长可调谐超短脉冲激光，能够精准匹配Yb∶YAG、Yb∶CaF₂、Yb∶Lu₂O₃等晶体的发射峰，可为后续Yb∶YAG、Yb∶CaF₂、Yb∶Lu₂O₃等大能量超短脉冲固体激光器提供紧凑、便捷、稳定的种子光源。     

超短脉冲激光对生物软组织的等离子体诱导蚀除

详细研究了超短脉冲激光与生物组织相互作用的机理 ,建立了生物软组织中激光诱导光学击穿模型 ;结果表明 ,对于纳秒或亚纳秒脉冲激光 ,强吸收介质的热电子发射对电子雪崩电离过程有很大影响 ,等离子体光学击穿阈值随生物组织吸收的增加而降低 ;在激光脉宽为亚皮秒量级时 ,多光子电离成为光学击穿的主要机制 ,介质的击穿阈值几乎与线性吸收系数无关     

超短脉冲激光与生物软组织相互作用机理研究

详细研究了超短脉冲激光与生物组织相互作用的机理,建立了生物软组织中激光诱导光学击穿模型;结果表明,对于纳秒或亚纳秒脉冲激光,强吸收介质的热电子发射对电子雪崩电离过程有很大影响,等离子体光学击穿阈值随生物组织吸收的增加而降低;在激光脉宽为亚皮秒量级时,多光子电离成为光学击穿的主要机制,介质的击穿阈值几乎与线性吸收系数无关.     

半导体可饱和吸收镜调Q的Yb:LSO激光器

报道了一个激光二极管（LD）抽运多波长连续输出的激光器和一个被动调Q的固体激光器。该激光器的增益材料是一种新型掺Yb^3＋的晶体Yb^3＋：Lu2SiO5（Yb^1LSO）。当吸收的抽运功率为2．57W时，连续输出的最大功率为490mW，斜率效率为22．2％，光-光转换效率为14．2％，激光阈值为299mW，输出激光波长为1084nm。多波长输出时，波长调谐范围为1034～1085nm。利用InGaAs可饱和吸收镜实现调Q输出时，斜率效率为3．0％，激光波长为1058nm。脉冲重复频率为25～39kHz，重复频率随着抽运功率的增加而增加。     

用于产生飞秒激光的新型掺Yb3+激光晶体

介绍了掺Yb^3 激光介质的优点，并重点综述了当前国内外最新发展的掺Yb^3 飞秒激光晶体的光谱特性及其激光运转状态。     

高能量全光纤结构被动锁模2.0μm掺铥超短脉冲光纤激光器

报道了高脉冲能量全光纤结构半导体可饱和吸收镜锁模的2.0μm波段掺铥超短脉冲光纤激光器。在抽运功率为1.8W时,开始得到稳定的重复频率为14.3MHz的锁模激光脉冲,平均输出功率为5mW;当抽运功率增加到3.8W时,最大平均输出功率达到59mW,相应的最高单脉冲能量为4.1nJ。此时测得锁模激光脉冲的脉宽为2.2ps,中心波长为2015nm,3dB光谱带宽为2.9nm。     

基于光纤干涉环的掺Yb3 全光纤自调Q激光器

对基于光纤干涉环的包层泵浦全光纤自调Q激光器进行了实验研究。实验采用掺Yb^3 双包层光纤(DCF)为增益介质，光纤Bragg光栅(FBG)作为腔镜，以及接入5m普通单模光纤的光纤干涉环，实现了较稳定的全光纤自调Q激光器，获得了脉宽3．6ns，重复频率约1kHz，峰值功率56．7kW的光脉冲。提出其产生ns脉冲的原因是瑞利散射(RS)与受激布里渊散射(SBS)的共同作用。     

简并四波混频中相位共轭波强度的振荡特性研究

一、引言 文献1中用波长为0．53μm，脉宽为35ps的激光脉冲作泵浦源，以对称激励的形式，研究了透明以及可饱和吸收介质的筒并四波混频（DFwM）中后向相位共轭波能量E与读出光束相对于写入光束延迟到达非线性介质的时间△t之间的关系，     

掺镱双包层结构石英光纤的优化设计及制作

文章主要介绍了用MCVD工艺及溶液掺杂法制备掺Yb^3 双包层结构石英光纤的优化设计、原理及制作工艺，制作出Yb^3 掺杂浓度高(吸收损耗在976nm时为2～10dB／m)、本底损耗低(在1．3μm时为10dB／km)的掺Yb^3 双包层结构石英光纤。     

超短脉冲掺Yb3+光纤激光器实验研究

报道了使用976nm半导体激光器作为抽运源。以掺Yb^3 光纤作增益介质构成环形腔激光器产生超短脉冲的实验研究。在腔体净群速度色散为正的掺Yb^3 光纤环形腔激光器中，采用非线性偏振旋转的相加脉冲锁模技术。通过调节偏振控制器的方向和减少腔内损耗，实现稳定的锁模运转。用示波器观察光纤激光器在时域的输出特性，在抽运光一定的情况下，随着光偏振状态的变化，光纤激光器锁模激光的变化呈现稳定和不稳定两个区域。在不稳定锁模区域，激光为不规则的脉冲。通过仔细调节光纤偏振控制器的位置，当光纤偏振控制器在某一适当位置时。激光器工作在稳定的锁模区域。获得最大功率为9．46mW，脉冲激光光谱宽度为10nm．脉冲的重复频率为15．4MHz。