LD泵浦的kHz,Er3+,Yb3+:glass被动调Q微片激光器

目前1.5m LD泵浦铒玻璃被动调Q微型激光器是军事激光测距的研究热点,获得较高的激光重复频率和单脉冲能量尤为重要。文中主要报道了一种应用于激光测距领域的铒镱共掺磷酸盐玻璃被动调Q微片激光器。激光器采用中心波长为940 nm的单管二极管为泵浦源,铒镱共掺磷酸盐玻璃（Er3+,Yb3+:glass）作为增益介质,CO2+:MgAl2O4（CO:MALO）作为可饱和吸收体。通过分析泵浦光斑半径对模式匹配影响,优化泵浦光斑半径,实验分析可饱和吸收体初始透过率T0和输出镜反射率R对输出激光参数影响,优化T0和R值。最终实验中采用增益预泵浦方式,实现重频1 kHz,单脉冲能量40 J,脉宽5.09 ns,峰值功率7.85 kW,光束质量M2=1.4,波长1 535 nm的稳定激光输出。     

基于石墨烯可饱和吸收的锁模光纤激光器研究

报道了一种基于单层石墨烯可饱和吸收体调Q锁模的全保偏结构掺铒光纤激光器。研究了单层石墨烯作为可饱和吸收体实现调Q锁模后的激光特征,获得了中心波长1557.69 nm的激光输出。调Q锁模脉冲包络重复频率11.49~40.41 kHz范围变化,包络宽度在10.1~3.62 μs范围变化。在泵浦功率为191.3 mW时,激光器最大输出平均功率9.354 mW,最大光-光转换效率为4.89 %。     

LD侧面抽运的铒玻璃激光器

铒玻璃激光器可以直接输出1.54μm人眼安全激光,主要应用在激光测距。报道了LD侧面抽运的Er+3,Yb+3共掺磷酸盐玻璃激光器的运转。实现了自由振荡输出60mJ;在0.5Hz重复频率下,稳定输出50m J/脉冲,波长1.54μm。实验表明,抽运的对称性和均匀性是设计铒玻璃激光器的关键。     

基于氧化石墨烯与半导体可饱和吸收镜的锁模飞秒掺铒光纤激光器

分别将氧化石墨烯可饱和吸收镜(GOSAM)与半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为可饱和吸收体,在同一掺铒光纤激光器中均实现了全光纤结构、稳定的锁模飞秒脉冲输出。实验用抽运源为中心波长974 nm的半导体激光器,抽运1.4 m长的吸收率为7 d B/m的掺铒光纤,谐振腔总腔长约为12 m。以GOSAM作为可饱和吸收体,当抽运功率为29 m W时,激光器产生稳定的锁模脉冲输出,脉冲宽度最窄为703 fs,光谱中心波长为1557.67 nm,3 d B带宽为3.91 nm。使用调制深度为18%的SESAM作为可饱和吸收体,当抽运功率为32 m W时也可得到锁模脉冲,脉冲宽度为542 fs,光谱中心波长为1561.5 nm,3 d B带宽为5.41 nm。实验表明,新型激光锁模器件氧化石墨烯的可饱和吸收效应可与SESAM媲美,且兼具价格低廉、制备简单的优势,在实现超短脉冲运转方面具有广阔的实际应用前景。     

用可饱和布喇格反射器对固体激光器锁模

用可饱和布喇格反射器对固体激光器锁模半导体可饱和吸收体已成功地用於被动锁模固体激光器，产生了稳定的超短光脉冲。其方法包括用单片反共振法－珀可饱和吸收体或内腔多量子阱器件以及用共振可饱和吸收体进行共振被动锁模。某些损耗与所用具体方法有关。由于固体激光器...     

基于SWNT可饱和吸收体结合Sagnac滤波的调Q掺铒光纤激光器

提出并搭建了一种基于单壁碳纳米管可饱和吸收体结合Sagnac环的被动调Q掺铒光纤激光器,对其输出激光特性进行实验研究。采用光沉积法制备了单壁碳纳米管可饱和吸收体,其透射率为75%。基于单壁碳纳米管的可饱和吸收特性,搭建调Q激光器,实现谐振腔Q值调节。将Sagnac环形滤波器插入光纤环形腔,Sagnac环结构产生的滤波效应可以对调Q脉冲实现精细度滤波,该激光器工作阈值为800 mW。当泵浦功率为830 mW时,激光器可实现稳定的1 530.4 nm激光输出,输出功率为12.3 mW,重复频率为210.7 kHz,对应的脉冲周期为4.76μs,脉冲宽度为2.19μs,其最大脉冲能量为58.37 nJ。     

光纤饱和吸收体掺镱全光纤化激光器

报道了一种基于光纤饱和吸收体的掺镱全光纤调Q激光器,为了获得较高峰值功率较窄脉宽的激光脉冲输出,利用掺镱光纤的可饱和吸收效应,以20/130 μm规格的大模场双包层掺镱光纤作为增益光纤,以10/130 μm规格的单模双包层掺镱光纤作为可饱和吸收体来实现被动调Q。该激光器采用全光纤化的结构,结构紧凑,以较低的成本获得了较为高效的脉冲输出。最终获得了平均功率最高为3 W,直线效率约为30%,重复频率为10~100 kHz可调,脉宽最窄为344 ns,光谱宽度为0.05 nm、中心波长为1 064 nm的激光输出。     

双波长1.0 μm调Q和1.5 μm增益开关脉冲光纤激光器

采用铒镱共掺光纤,实现了一种双波长1.0μm调Q和1.5μm增益开关脉冲光纤激光器。实验装置是一个双环腔结构,两环的公共端共用一段铒镱共掺光纤。1.0μm调Q脉冲通过未抽运铒镱共掺光纤的可饱和吸收效应产生。而铒镱共掺光纤对1.0μm调Q脉冲的再吸收会周期性调制铒离子的反转粒子数,从而产生重复频率相等的1.5μm增益开关脉冲。随着抽运功率的增加,这两种脉冲的重复频率从5.4kHz增加到11.7kHz。1.5μm脉冲相对1.0μm脉冲有一定的延迟,并且延迟时间随着抽运功率的增大而不断减小。在最大抽运功率处,1.0μm脉冲宽度、单脉冲能量和最大平均输出功率分别是5.3μs、402.6nJ和4.7mW,而对于1.5μm脉冲,分别是4.6μs、374.4nJ和4.4mW。     

专利与文献

本文作者实验研究了由连续Nd:YAG激光器发射的Q开关脉冲的时间特性,这种激光器用含有F色心的工小晶体作为一个可饱和吸收体。利用插入该谐振     

调Q和调Q锁模脉冲共存双波长光纤激光器

为了使光纤激光器同时运转在不同的工作状态,搭建了非线性偏振旋转（NPR）技术和碳纳米管可饱和吸收体（CNT-SA）混合的掺铒光纤激光器。其中,基于NPR效应的腔内双折射引入的梳状滤波器可以实现双波长输出,NPR和CNT-SA的可饱和吸收效应共同作用可以获得调Q或调Q锁模脉冲,因此在该激光器中通过调节参数可以使光纤激光器同时获得双波长调Q和调Q锁模脉冲输出。该双波长脉冲经滤波处理后,观察到1531.23 nm处的波长对应调Q脉冲,其重复率为45.62 kHz,1557.18 nm处的波长对应调Q锁模,调Q包络重复率也为45.62 kHz,包络内锁模脉冲的重复率为18.18 MHz,与激光器腔长相符。该实验结果增强了光纤激光器工作的灵活性,有望进一步拓展其在相关领域的应用。     

基于碲化铋纳米片的全光可控调Q光纤激光器

通过光学自组装方法制备了碲化铋可饱和吸收器件,并获得了该器件的非线性光学响应特性。将可饱和吸收体引入掺铒光纤激光器中,在抽运功率为170mW时,获得中心波长为1564.94nm,脉冲宽度为2.91μs的激光输出。通过外加连续光对非线性吸收器件进行调制,实现了脉冲持续时间和重复频率可调控的调Q光纤激光输出。     

铒玻璃激光被动Q开关实验研究

报道了一种适用于铒玻璃的Co2+:Al2O3 可饱和吸收体Q开关,用这种开关进行了调Q实验.在注入21J时,获得10mJ输出,脉宽为85ns.     

基于金纳米笼的被动调Q钬镨共掺光纤激光器

报道了一种基于金纳米笼可饱和吸收体的3 μm被动词Q光纤激光器.采用结构紧凑的线型腔设计,在钬镨共掺光纤中实现了稳定的调Q脉冲激光运转.当泵浦功率达到99.7 mW时,开始出现稳定调Q状态,重复频率为82.0 kHz.当泵浦功率达到347.1 mW时,得到的最大平均输出功率为50.7 mW,最短脉冲宽度为2.21 μs,对应的重复频率为169.5 kHz.实验结果表明,金纳米笼在中红外波段光纤激光器中具有良好的应用前景.     

基于氧化石墨烯锁模的2μm掺铥超短脉冲光纤激光器

石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建其他维度碳质材料(如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨)的基本单元。石墨烯作为可饱和吸收体与半导体可饱和吸收镜(SESAM)相比具有制作简单、成本低廉、并能覆盖从可见光到中红外波段的超宽带宽等优点。在1.0～1.1μm掺镱和1.5～1.6μm掺铒波段,基于石墨烯可饱和吸收体的被动锁模、被动调Q光纤激光器的研究本课题组已报道。     

1.54μm铒玻璃激光电光调Q技术

描述了1.54μm铒玻璃激光电光调Q技术,用单45°LiNbO3电光Q开关获得了激光能量22mJ、脉冲宽度为72ns的巨脉冲.     

基于可饱和吸收体MoS_2的固态Tm…YAG被动调Q激光器

报道了一种以二维材料MoS_2作为可饱和吸收体的全固态Tm…YAG被动调Q激光器。该激光器以785 nm窄线宽半导体激光器作为抽运源,采用平平腔设计,以MoS_2纳米片作为可饱和吸收体,实现了2μm波段的被动调Q运转。在吸收抽运功率达到2.02 W时,获得了最大平均输出功率为421 m W、最小脉冲宽度为423 ns、重复频率为49.36 k Hz、最大单脉冲能量为8.53μJ的脉冲激光输出。结果表明,MoS_2是一种可适用于2μm波段固态激光器的可饱和吸收体,为产生近红外波段的脉冲激光提供了一种新的方法。     

基于WS_2可饱和吸收体的窄线宽皮秒脉冲光纤激光器

针对超短脉冲光纤激光器光谱线宽较大的问题进行研究,利用RP Fiber软件对激光器腔内脉冲演化过程进行模拟计算,分析了几种可饱和吸收体对激光器输出脉冲宽度和线宽的影响,并对激光器的腔长和光纤布拉格光栅(FBG)参数进行了优化。最终,根据优化结果,搭建了一种基于WS_2可饱和吸收体的环形腔被动锁模皮秒脉冲掺铒光纤激光器,并利用窄带FBG对输出脉冲的光谱线宽进行压缩,获得了中心波长为1549.4nm、脉冲宽度为171ps的窄线宽超短脉冲输出,其3dB光谱线宽为0.02nm。     

被动调Q激光器的主动控制技术

提出了一种对被动调Q激光器的主动控制技术．在普通的被动调Q激光器基础上外加一控制LD,控制LD的激光通过聚焦系统照射可饱和吸收体,影响饱和吸收体对被动调Q激光器的振荡激光的吸收系数,从而实现对被动调Q激光器工作状态的主动控制．通过控制该外加LD的开关时刻以及工作方式,可以精确控制被动调Q激光器输出激光脉冲的开始结束时刻以及脉冲重复频率．针对该新型激光器进行了理论讨论并给出了实验结果．与普通调Q激光器的工作性能相比,被主动控制的被动调Q激光器具有输出激光脉冲参数更稳定、工作状态可精确方便控制等优点,具有广阔应用前景。     

基于氧化石墨烯的类噪声脉冲拉曼光纤激光器

报道了基于氧化石墨烯可饱和吸收体的类噪声脉冲拉曼光纤激光器。该激光器采用了一种由掺铒光纤谐振腔和拉曼光纤谐振腔构成的全光纤双环形腔结构。拉曼增益介质为长约700m的商用硅基高非线性光纤。当半导体激光器的抽运功率为4.16W时,得到了中心波长为1690.2nm,重复频率为250kHz,脉冲宽度为500ns的稳定的脉冲激光,其信噪比为53dB。     

调Q运转外腔面发射激光器

在光泵浦外腔面发射激光器中,分别用Cr~(4+)∶YAG晶体和半导体可饱和吸收镜SESAM作为可饱和吸收介质,获得了稳定的调Q脉冲输出。使用Cr~(4+)∶YAG晶体时,调Q脉冲的宽度为10μs,脉冲重复频率为26.3 kHz。在相同的脉冲重复频率下,用半导体可饱和吸收镜所获得的调Q脉冲宽度为8μs。基于外腔面发射激光器中增益芯片的量子结构,以及Cr~(4+)∶YAG晶体和半导体可饱和吸收镜各自的时间特性,分析讨论了两种不同的可饱和吸收介质作用下,外腔面发射激光器中调Q脉冲的形成过程,初步清晰了外腔面发射激光器这一特殊种类的激光器中与调Q过程相关的物理图像。