A unidirectional room temperature multi-wavelength fiber ring laser without isolator

A simplified ring cavity for achieving a unidirectional room temperature multi-wavelength erbium-doped fiber ring laser without optical isolator is demonstrated. The fiber ring cavity is built in such a way that the optical fields propagating in two directions suffer different losses caused by one sampled fiber Bragg grating. Furthermore, simultaneous multi-wavelength lasing with 0.8-nm intervals is demonstrated with sinusoidal phase modulation just before the sampled fiber Bragg grating to prevent single-wavelength lasing and unstable wavelength oscillation.     

一种基于FBG宽调谐的复合环形腔单纵模光纤激光器

报道了一种宽调谐单纵模光纤激光器。该光纤激光器采用环行器确保腔内激光的单向传输,可以有效消除空间烧孔效应;采用复合腔的Vernier效应选取单个纵模;利用未泵浦掺杂光纤的可饱和吸收效应,有效抑制光纤激光器的跳模现象;同时,利用自行研制的光纤光栅调谐装置,调谐激光器振荡波长。测试结果表明,该单纵模光纤激光器输出激光的线宽为0.7KHz,功率为10mW,波长调谐范围为20nm,且调谐过程中始终保持单纵模特性。     

偏振态稳定型光纤激光器的仿真与实验

提出了一种以价格较为经济的非保偏掺铒光纤作为增益介质的新型结构的Sigma谐振腔光纤激光器.使用Jones矩阵对该光纤激光器的偏振特性进行了分析,并在不同温度条件下进行了实验的验证.实验表明Sigma腔光纤激光器能够提供偏振状态稳定的输出光,因而可应用于光网络测量系统和光纤传感等领域.     

基于光纤环形激光器的传感技术研究与应用

基于光纤环形激光器的新一代光纤传感系统通过解调激光波长偏移来检测外界参量变化,得利于激光光谱窄线宽及高信噪比的特性,可实现高分辨率、高灵敏度、大动态范围的传感监测。文章介绍了包括基于光纤光栅、迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗腔、萨格奈克环以及马赫-曾德尔干涉仪等多种结构的光纤传感器工作原理,以及进一步构成光纤环形激光传感器的特性和多种应用案例,并对未来该领域的关键技术发展进行了分析。     

带光纤位相共轭器的激光振荡-放大系统

介绍了采用光纤作为位相共轭镜应用于 MOPA(Master- Oscillator- Power- Amplifier)系统的初步实验 ,利用单向环形腔振荡器输出并经一级放大 ,将放大后输出激光耦合到光纤中获得了位相共轭激光输出。当重复频率在 1～ 30 Hz变化时 ,远场发散角为 0 .6～ 0 .9mrad,相应的 M2数在 1.1～ 1.6之间变化。     

基于级联光纤环的复合环形腔单纵模光纤激光器研究

研究了基于级联单光纤耦合器(OC)和双OC光纤环的复合环形腔光纤激光器的单纵模运转特性。通过对级联单OC和双OC光纤环辅腔的谐振通带特性进行分析,给出了优化双OC环的谐振通带特性以实现稳定单纵模运转的依据.利用构建的这种复合环形腔光纤激光器,实验验证了该理论依据的正确性。当主腔腔长为6.8 m,单OC环环长为0.45 m,双OC环环长约为0.56 m时,选取双OC的耦合比为0.7,单纵模运转的稳定性相对最好,实验与理论分析结果相吻合.     

光纤激光器及其泵浦源设计

光纤激光器在光通信、传感技术、医疗、工业加工等领域有着广泛的应用,是未来非常重要的激光光源。本文简要介绍了光纤激光器的原理及特点,并给出了一种环形腔光纤激光器的结构。随后介绍了光纤激光器泵浦源驱动电路的设计方案。     

基于高精细度光纤滤波器的双波长光纤激光器

提出了基于高精细度光纤环形滤波器的双波长窄线宽光纤激光器结构.在单波长光纤激光器的基础上,增加保偏光纤布拉格光栅(PM-FBG)和高精细度的光纤滤波器.其中保偏光纤布拉格光栅作为激光器的波长选择元件,可产生两个波长的激光输出.高精细度的光纤滤波器由两个光耦合器和一段弱抽运的掺铒光纤构成,掺铒光纤产生的增益和光纤时延使滤...     

A tunable dual-wavelength erbium-doped fiber ring laser using a self-seeded Fabry-Perot laser diode

A tunable dual-wavelength erbium-doped fiber ring laser using a self-seeded Fabry-Perot laser diode (FP-LD) is proposed and demonstrated. By adding an FP-LD incorporated with a tunable bandpass filter within the ring cavity, the fiber laser can lase two wavelengths simultaneously because of the self-seeded mechanism. This dual-wavelength output exhibits a good performance having the optical side-mode suppression ratio over 31 dB. The wavelength-tuning range of this tunable dual-wavelength fiber laser can be up to 9 nm.     

Highly uniform room-temperature multiwavelength unidirectional erbium-doped fibre ring laser without isolators

A high-performance multiwavelength erbium-doped fibre ring laser with sine phase modulator to obtain stable 30 lasing lines in power difference of less than 2 dB is demonstrated. In addition, non-reciprocal loss caused by the proposed cavity structure ensures unidirectional operation when lasing even without optical isolators.     

波长间隔为20 GHz的多波长布里渊光纤激光器

设计了一种基于环形腔的双倍布里渊频移间隔的可调谐光纤激光器实验装置。 该实验装置由一个3 dB耦合器、一台可调谐激光源(TLS)、一台980 nm泵浦和一个实现双倍布里渊频移环形腔构成。该结构耦合输出偶数阶Stokes光,从而实现间隔约为20 GHz或0.16 nm的多波长输出。并研究了980 nm泵浦光和BP光功率对输出偶数阶Stokes光波数的影响。当980 nm 泵浦功率固定为26 dBm(400 mW),BP功率为10 dBm时,获得了间隔为0.16 nm的11个稳定激光输出以及36 nm(1530~1566 nm)的可调谐范围。     

Photonics True-Time-Delay Unit for Phased-Array Antenna Using Multiwavelength Fiber Laser Based on a Sagnac Interferemetric Filter

A photonics true-time-delay system for phased array beamforming using a chirped grating-based time-delay element and a novel multiwavelength erbium-doped fiber ring laser source employing a Sagnac filtering mirror is proposed. The Sagnac filtering mirror consists of a polarization maintaining directional coupler and two pieces of polarization maintaining fibers. The lasing wavelength and number are determined by properly adjusting the polarization controller within the unidirectional ring cavity and are very stable. A chirped-grating-based true-time-delay system using the proposed laser source is constructed and demonstrated experimentally.     

Generation of bound states of three ultrashort pulses with a passively mode-locked high-power Yb-doped double-clad fiber laser

We report the generation of high-power ultrashort bound states of three pulses in an ytterbium-doped double-clad fiber laser. The laser is mode-locked through nonlinear polarization rotation technique in a unidirectional cavity configuration. A pair of diffraction grating is incorporated in the cavity to compensate for the normal dispersion of the fiber. The laser generates chirped bound states of three pulses with either equal or different time separations, with more than 500-pJ energy per pulse. These pulses are subsequently compressed to 100 fs with a compression factor of more than 40.     

Multiwavelength Mode-Locked Fiber-Ring Laser Based on Reflective Semiconductor Optical Amplifiers

An active multiwavelength mode-locked fiber ring laser is demonstrated by exploiting cross-gain modulation in a reflective semiconductor optical amplifier. A length of dispersion-compensation fiber is incorporated in the ring cavity to enhance the multiwavelength performance. Simultaneous tunable triple-wavelength mode-locking is implemented with the pulse repetition of 10 GHz and wavelength spacing of 1.12 nm. The results provide an effective approach to fulfill all-optical clock recovery and data pattern conversion in multiwavelength for future optical communication systems.     

掺Yb~(3+)光纤环形腔与直腔激光器的比较研究

对带尾纤半导体激光器 (LD)抽运的掺Yb3 + 光纤环形腔与直腔激光器进行了比较研究。改变腔结构 ,则激光输出波长改变。环形腔激光器具有较低的腔损耗及阈值 ,而直腔激光器输出激光则有更窄的光谱半功率宽度(FWHM )。     

采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔光纤激光器

提出了一种采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔激光器,该激光器采用环形腔结构,两个耦合比为30:70的耦合器和一段2 m长的未泵浦掺铒光纤构成F-P光纤环滤波器,F-P光纤环滤波器产生的梳状谱,可以增大激光模式之间的自由光谱范围（FSR）,在一定程度上减小跳模现象的发生,有利于模式的稳定。研究表明,通过对掺铒光纤的优化和耦合器的选择可以提高F-P光纤环滤波器的精细度,而F-P光纤环中的未泵浦掺铒光纤起到饱和吸收体的作用,使输出激光的线宽得到有效压缩。将保偏光纤光栅和F-P光纤环滤波器共同应用于环形腔掺铒光纤激光器,在室温下得到了3 dB线宽均小于0.07 nm（实验室光谱仪最小分辨率）的窄线宽双波长输出。在2 h的观测时间内,最大峰值功率波动小于0.4 dB,具有良好的稳定性。     

调Q及连续掺Yb光纤激光器中的自锁模研究

在用半导体激光器抽运的单包层掺Yb调Q光纤激光器中观察到了清晰稳定的自锁模脉冲序列。脉冲包络形状为调Q脉冲。每个锁模脉冲的幅值由其在调Q脉冲中的相应位置决定。经过分析，认为自相位调制是调Q光纤激光器中产生锁模的主要原因。自相位调制的存在使得光脉冲的频谱被展宽，当这种展宽和腔的模式间隔相差不多时，腔内的模式便能相互作用，直到它们之间产生一个固定的相位关系。也即形成锁模。在此基础上。去掉声光晶体，并用两个光栅作为腔镜，实现了全光纤法布里-珀罗(F-P)腔锁模光纤激光器。改变腔结构，分别采用光栅和光纤反射圈作为前后腔镜，同样观察到了锁模脉冲。经过观察发现，锁模脉冲的产生和掺Yb光纤的浓度、长度、抽运功率的大小有着密切的关系。这为锁模脉冲的产生提供了一种新的方法。     

基于半导体光放大器的可调谐环形腔激光器的激光建立过程

基于半导体光放大器(SOA)的环形腔激光器可实现高达兆赫兹的高速调谐,在光纤通信和光纤传感领域有广泛应用。采用稳态模型和分段算法研究SOA自发辐射特性,并基于此分别讨论了使用高斯型滤波器和法布里-珀罗(F-P)滤波器的两种可调谐环形腔激光器,研究了激光建立过程的特性,包括输出光谱和输出光功率随绕行圈数的变化,讨论了波长调谐的速度。结果表明,F-P滤波器的环形腔可以更快建立激光振荡,便于实际高速调谐应用。     

基于单壁碳纳米管可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器研究

基于单壁碳纳米管(SWCNTs)作为光学可饱和吸收体(SA)的恢复时间快(<1ps)、饱和光强低、锁模自启动、工作光谱范围宽且制备方法简单、成本低、化学稳定性好、易与光纤兼容等优点,利用SWCNTs-SA实现了稳定脉冲序列输出的实验结果。利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)易成膜且机械性能良好的特点,将SWCNTs与PMMA一起分散在二氯化苯(DCB)溶液中,运用光学诱导作用将SWCNTs吸附在单模光纤(SMF)端面,并加热固化成膜。在光纤激光器环形腔结构中引入SWCNT/PMMA薄膜作为SA,获得了具有稳定的重复频率为8.366MHz的基频锁模脉冲序列,其中心波长在1 562nm,脉冲宽度为1.2ps。     

基于半导体光放大器交叉增益调制效应的主动锁模光纤激光器

提出一种腔内损耗小的基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制效应(XGM)的主动锁模光纤激光器结构。使用光环行器成功减小了激光器的腔内损耗,提高了激光器的输出功率。从理论上对有理数谐波锁模过程中腔内脉冲复合的物理机制进行了详细分析。利用有理数谐波锁模技术,在调制频率为10 GHz下,得到了重复频率为30 GHz的皮秒级光脉冲序列输出,其峰值功率约0.5 mW。由于半导体光放大器的宽增益谱与滤波器的较大可调谐范围,使得激光器输出可以在较大的波长可调谐范围内保持较大功率输出。成功实现了调制频率为20 GHz的谐波锁模短光脉冲输出,可调谐范围达40 nm,峰值功率大于0.65 mW。半导体光放大器和激光器的短腔长保证了激光器的长期稳定性。