时分复制脉冲放大技术在超快光纤激光器中的应用研究进展

随着高功率超快光纤激光器的迅速发展,时分复制脉冲放大技术近年来获得了广泛的关注。时分复制脉冲放大技术可以通过双折射晶体组或自由空间时延来实现。将时分复制脉冲技放大技术与啁啾脉冲放大、空间分束和光子晶体光纤放大等技术相结合,运用于相干光束合成和非线性压缩,可以提升超快光纤激光器的脉冲能量和峰值功率。文中对时分复制脉冲放大技术在超快光纤激光器中的最新研究进展进行了详细综述,重点分析了时分复制脉冲放大技术在相干光束合成应用中的不同系统结构,并对时分复制脉冲放大技术的优化和发展方向进行了展望。     

激光加工的最新应用领域

介绍近年来国际激光加工作为先进制造技术在各个行业、产业应用中的发展趋势。同时,对各种新颖的全固态激光器,包括半导体泵浦固体激光及其倍频技术、高重复频率超短脉冲UV固体激光精细微加工技术、高功率工业级光纤激光器的最新应用     

1.7 μm超快光纤激光器研究进展（特邀）

超快光纤激光器具有紧凑性高、光束质量佳、散热性好等优点,是一种极具发展潜力的激光光源。工作波长作为超快光纤激光器的重要参数,在一定程度上决定了激光器的应用领域。近年来,得益于1.7 μm波段的独特光谱特性,1.7 μm波段超快光纤激光器在生物医学、聚合物加工、光学成像等领域具有重要的应用价值。因此,研制高性能的1.7 μm波段超快光纤激光器成为激光领域的研究热点之一。文中综述了近期1.7 μm波段超快光纤激光器的研究进展,对目前获得1.7 μm波段超短脉冲的不同方式进行总结,分析其技术特点;同时,介绍了笔者所在课题组报道的1.7 μm波段耗散孤子超快光纤激光器及其放大系统的研究成果,概述了其工作原理、技术难点;最后,对1.7 μm波段超快光纤激光的应用前景及发展趋势进行了展望。     

10 W量级高功率中红外超快光纤激光系统中色散管理的仿真设计

超快光纤激光器具有结构紧凑、可靠性高和光束质量好等优点,在科学研究和工业生产上有广泛的应用。2～5μm波段的中红外超快光纤激光器在气体探测、激光手术与中红外对抗中具有巨大的应用潜力,已成为超快光纤激光器领域的一个研究热点,尤其是利用掺杂铒离子的氟化物光纤作为增益光纤的光纤激光器,其可利用常见的980 nm泵浦激光产生2.8μm波段的超快激光,是研究最为广泛的中红外超快光纤激光器系统之一。然而,2.8μm波段的超快光纤激光器无论是在平均功率还是在单脉冲能量上,都与国际先进的近红外波段超快光纤激光器存在较大差距。前期报道的2.8μm超快光纤激光器输出的最高平均功率约为1 W,单脉冲能量约为30 nJ,这极大地限制了中红外超快光纤激光在高灵敏度气体测量等领域的应用。针对这一问题,本文设计了一套基于掺杂铒离子氟化物光纤的多级啁啾脉冲放大系统,并对其进行了数值模拟,此系统可将脉冲平均功率放大到10 W量级,从而获得超过250 nJ的单脉冲能量。此系统输出的高能量中红外脉冲具有约400 fs的超宽脉冲宽度,脉冲峰值功率可达450 kW。     

中红外波段超快光纤激光器研究进展

近年来中红外超快锁模激光器发展极为迅速,有效地推动了中红外超快激光在中红外频率梳和分子光谱学、材料加工和激光手术、分子生物和化学等领域的应用。从近年来中红外超快光纤激光器的进展开始,介绍了该波段各类光纤激光的进展,并分析了如何从动力学调控上实现更窄脉宽、更远波长的技术方案;系统介绍了中红外光纤放大器中啁啾脉冲放大和非线性放大技术。综合来看,中红外超快光纤激光器正处在高速发展阶段,未来具有极高的应用价值。     

多光子显微镜用超短脉冲激光器动态

介绍基于飞秒脉冲产生机理的多光子显微镜的先进激光技术,讨论了产生多色可调谐光脉冲的几中方法,集成超快光纤激光器被认为是显微技术中的第二代飞秒激光器,利用纤芯和包层中的折射率分布实现光传输控制等先进技术被认为是第三代显微学中的激光技术。光子等的光纤结构可在１ｍ长的光纤中产生超连续光谱。     

飞秒光纤激光器的发展及其工业应用

1引言 自超短脉冲光学问世以来,已经历了约25年的发展历程,飞秒激光器现已在工业加工中得到应用. 飞秒光纤激光器利用支撑光通信发展的光纤技术实现了集成化,使超小型激光器达到了高可靠性.最新研制的系统巧妙地利用光纤中的非线性现象,使其脉冲能量接近以往利用再生放大和盘形激光技术的固体激光器的能量.这种飞秒脉冲光纤激光器有望应用于超微细加工领域.目前,光纤单模传输技术的开发已取得进展,更高能量、更高功率的光纤激光器不久将展现在人们的面前.     

大模场光子晶体光纤研究进展

大模场光子晶体光纤具有无截止单模运转和大模场面积特性,可以克服由激光功率密度过高引起的非线性效应对高功率系统尤其是超快脉冲系统的限制。近年来它在高功率光纤激光器、高功率光纤放大器、高功率能量传输以及高灵敏度传感器等领域引起广泛关注。回顾了大模场光子晶体光纤的研究历程,从大模场光子晶体光纤的特征参数、结构设计方法和应用热点等方面总结了大模场光子晶体光纤的研究现状,最后对其发展前景进行了展望。     

高功率光纤耦合半导体激光器在连续和脉冲高功率光纤激光器中的应用

阐述了高功率光纤耦合半导体激光器在连续和脉冲光纤激光器中的应用。通过实验研究,得到了输出功率30 w的1 060 nm的连续光纤激光输出和20 kW的脉冲峰值功率输出。     

高功率光纤激光器研究进展

高功率掺镱双包层光纤激光器由于在效率、散热和光束质量方面的优势,在工业加工、医疗和国防等领域具有广泛的应用前景,是目前国际上激光技术研究的热点之一.首先综述了国际上高功率光纤激光器的研究进展情况,然后重点介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在连续光纤激光和脉冲光纤激光方面所取得的进展,采用双端泵浦技术,在15 m的国产双包层光纤中获得440 W的连续输出,采用MOPA方式,以4 m长的国产光纤作为放大介质,在100 kHz时,获得了133 W的平均功率输出.     

2μm波段高功率超快光纤激光相干合成

<正>近年来，中心波长拓展到2μm附近的高功率超快光纤激光器在基础研究、医疗、工业等领域中的应用越来越受到人们的关注。掺铥光纤啁啾脉冲放大器（CPA）具有高转换效率、易散热和优异的光束质量等优点，是产生2μm波段高平均功率超快激光的理想选择。目前，基于掺铥大模场光子晶体光纤的啁啾脉冲放大系统已实现了1 kW的平均功率输出，但由于存在自由空间耦合模块，为避免1900 nm波长附近显著的水吸收峰对输出光束及脉冲质量的影响，往往需要抽真空或充入惰性气体，故激光系统的紧凑性和鲁棒性受到挑战。     

光纤激光器的新进展

简要地介绍光纤激光器的基本结构、特点及其在光纤通信中的应用,着重描述了双包层掺杂光纤激光器和任意形状光纤激光器,指出高功率光纤激光器在激光技术领域(如激光加工、光电探测、生物医疗、光存储等)中的广阔应用前景。     

用于多光子显微镜超短脉冲激光器的发展动态

介绍基于飞秒脉冲产生机理用于多光子显微镜的先进激光技术。讨论产生多色可调谐光脉冲的几种方法。集成超快光纤激光器被认为是显微技术中的第二代飞秒激光器。利用纤芯和色层中的折射率分布实现光传输控制等先进技术被认为是第三代显微学中的激光技术。光子等的光纤结构可在1m长的光纤中产生超连续光谱。     

850MHz高重复频率、窄线宽被动锁模皮秒脉冲光纤激光器

高功率超短脉冲光纤激光器,通常由低功率种子源和多级功率放大器组成。低功率种子源决定了激光的输出波长、脉冲宽度、重复频率等关键性能,而功率放大器决定了激光输出的平均功率、脉冲能量和峰值功率等。由于高功率超短脉冲光纤激光器     

光纤激光器的新进展

简要地介绍光纤激光器的基本结构，特点及其在光纤通信中的应用，着重描述了双包层掺杂光纤激光器和任意形状光纤激光器，指出高功率光纤激光器在激光技术领域（如激光加工、光电探测、生物医疗、光存储等）中的广阔应用前景。     

多光子显微镜用超短脉冲激光器动态

介绍基于飞秒脉冲产生机理的多光子显微镜的先进激光技术。讨论产生多色可调谐光脉冲的几种方法。集成超快光纤激光器被认为是显微技术中的第二代飞秒激光器。利用纤芯和包层中的折射率分布实现光传输控制等先进技术被认为是第三代显微学中的激光技术。光子等的光纤结构可在１ｍ长的光纤中产生超连续光谱。     

Tm3+/ Ho3+离子掺杂中红外超快激光技术研究进展（特邀）

稀土离子Tm3+/ Ho3+ 掺杂中红外2 μm波段超快激光由于广泛的应用前景成为近十余年来激光领域的研究热点之一。文中首先综述了稀土离子Tm3+/Ho3+掺杂固体/光纤2 μm波段超快激光锁模技术进展,包括主动锁模技术以及饱和吸收、克尔透镜、非线性偏振旋转、非线性光环形镜、非线性多模干涉等被动锁模技术;其次,结合激光增益介质及色散管理技术回顾了Tm3+/ Ho3+掺杂固体和光纤锁模激光脉冲宽度压缩进展;再次,总结了Tm3+/ Ho3+大能量/高功率超快激光技术及进展;最后,对2 μm波段超快激光发展趋势进行了总结和展望。     

百瓦皮秒光纤放大器

<正>以低功率固体被动锁模激光器作为种子源,经过主振荡功率放大的皮秒高功率光纤放大器,具备峰值功率高、散热性好、光光转换效率高、光束质量好、体积小、易于集成等优点。因此在激光精细加工、超快光学、非线性光频率转换、军事和国防安全等领域都有广泛的应用。然而在高功率脉冲激光输出时,光纤放大器受限于光纤纤芯内部的非线性效     

高功率光纤激光器的研究及应用

高功率双包层光纤激光器由于在效率、散热和光束质量等方面的优势,在许多领域具有广阔的应用前景,是目前国际上激光技术研究的热点之一。首先介绍了光纤激光器的基本原理,之后叙述了几种新型高功率先纤激光器的主要研究进展和特点,以及其在通信、军事、工业加工及医疗等领域的应用,最后对高功率先纤激光器的前景进行了展望。     

反谐振空芯光纤及气体拉曼激光技术的研究进展

反谐振空芯光纤(HC-ARF)具有宽传输通带、低传输损耗、高损伤阈值和高模式纯度等优势,在高功率脉冲激光传输及压缩、超快非线性频率变换、短距离高速高容量光通信、生物化学分析和量子存储等领域展现出广阔的应用前景。简要回顾了空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的发展历程,重点介绍了近年来出现的几种新型HC-ARF。对气体填充HC-ARF在新型拉曼激光频率变换应用领域中的关键技术及最新进展进行了讨论。