啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿

中红外波段包含极其重要的大气窗口和众多分子的指纹区,基于硫系玻璃的中红外光纤激光器逐渐引起人们的重视。由于硫系玻璃具有极高的非线性和色散特性,脉冲激光在硫系光纤中的展宽成为发展中红外超短激光必须解决的重要问题。针对脉冲激光在硫系光纤中传输的展宽问题,设计线性啁啾光纤光栅,用于补偿高斯脉冲激光经过光纤之后的色散展宽。模拟结果表明:光纤色散导致的脉冲展宽可以通过线性啁啾光纤光栅进行很好的补偿。进一步研究发现,通过对设计的啁啾光纤光栅运用高斯变迹函数进行切趾优化,可以显著改善色散补偿的效果,以获得对脉冲激光色散展宽的完全补偿。文中的研究对于设计高质量的硫系中红外光纤激光器具有理论指导意义。     

主动有理谐波锁模光纤激光器

利用有理谐波锁模,实现了锁模光纤激光器输出光脉冲重复频率的倍增,得到了重复频率10GHz~50GHz输出脉冲.     

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。     

全正常色散锁模PbSe量子点光纤激光器的数值研究

为突破传统光纤激光器因增益介质为稀土掺杂光纤,辐射波长相对固定的困境,由于量子点尺寸依赖的辐射波长,本文提出全正常色散锁模PbSe量子点光纤激光器,通过数值计算得到了1.7μm稳定的耗散孤子锁模,并系统地数值研究了使用该激光器输出耗散孤子的启动动力学、谐振腔内激光的演化和激光器的稳态输出特性,探索了增益光纤的长度和浓度、谐振腔的长度对输出特性的影响。当泵浦功率为0.1 W时,最佳的增益光纤长度为0.3 m,掺杂浓度为12×10²¹ m^-3,此时的脉冲宽度为7.59 ps,光谱的宽度为13.77 nm,耗散孤子在单模光纤长度为2～7 m范围内保持稳定。当被动光纤长度为0.1 m时,激光器输出了22个峰、包络宽度为22.33 nm的多波长激光,光谱覆盖了1678～1724 nm,此时时域中观察到一对间隔为4 ps、单脉冲宽度为0.92 ps的孤子对。该研究结果对超快量子点光纤激光器的建立和优化提供了理论指导,为特殊波长超快光纤激光提供了新的选择。     

啁啾光纤光栅偏振模色散的研究

对啁啾光纤光栅的偏振模色散模型进行了研究，并实验观察了均匀光纤光栅由于弯曲而引起反射波长的移动，由此对弯曲的啁啾光纤光栅产生的偏振模色散进行了估算，结果表明，啁啾光纤光栅由于弯曲而产生的偏振模色散群时延差可以忽略不计。     

光纤光栅耦合附加腔被动锁模激光器特性的分析

对光纤光栅耦合附加腔被动锁模激光器进行了详细分析 ,得到了附加腔锁模激光器的振荡条件。研究表明在稳定工作状态下 ,附加腔锁模激光器的增益、损耗、两腔之间的耦合效率以及激光振荡波长等参数在复平面上将构成一个近似的等腰三角形。对振荡初期增益的研究表明 ,主腔增益在光纤光栅中心波长两侧有明显的不对称性 ,这将会造成激光器输出光脉冲光谱的不对称性。对谐振腔的进一步分析表明 ,由于光波在光纤光栅中具有一定的穿透深度 ,为了实现激光振荡 ,两谐振腔的名义长度差需要保持一个确定的值     

光纤激光器锁模技术研究进展

锁模光纤激光器能够产生超短脉冲,在众多领域中有着广泛的应用前景。概述了光纤激光器锁模实现技术的基本原理、典型结构和最新研究进展,分析了主动锁模、被动锁模和混合锁模技术的优缺点,并对多波长锁模、拉伸脉冲锁模和基于光子晶体的锁模光纤激光器的最新研究情况进行了介绍和分析。展望了锁模光纤激光器研究的发展方向和急需解决的问题。     

锁模光纤激光器的研究进展

锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点,近年来获得了快速发展。根据锁模原理可将锁模光纤激光器分为三类:主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器、主被动混合锁模光纤激光器。本文对各类锁模光纤激光器的关键技术和研究进展作了较为详细的介绍,并展望了其应用前景。     

锁模光纤激光器

本文综述了两种腔型－“８”字形腔和环形腔锁模光纤激光器各种锁模方法的基本结构及国外研究情况，详细讨论了它们的工作原理，评述了各自的优缺点。     

The role of cavity dispersion in CW mode-locked dye lasers

The contribution to dispersion of a few components of a mode-locked dye laser cavity has been evaluated. The chirp produced by the self-phase modulation within the saturable absorber has also been evaluated and compared with that resulting from the dispersive components. Cavity mirrors and blocks of transparent materials (glass or quartz) of a length exceeding 1 mm give the largest dispersion. The effect of self-phase modulation, at least for high saturation of the absorber, seems to play a comparable role. The dispersive contributions should influence the mode-locking behavior for pulses of about 100 fs or shorter.     

All-normal dispersion fiber lasers mode-locked with a nonlinear amplifying loop mirror

We review our recent progress on the design, modeling and construction of all-normal dispersion Yb-doped fiber lasers mode-locked using a nonlinear amplifying loop mirror. The all-fiber nature of the devices we consider permits accurate numerical simulations with minimal approximations or free-running parameters, and we describe in detail a refined numerical modeling scheme that combines generalized nonlinear envelope equations with analytically simulated gain dynamics. Guided by insights obtained from numerical modeling, we have experimentally realized robust, environmentally stable laser designs that offer flexible operation performance for a wide variety of applications. In particular, the unique all-PM-fiber design makes our devices ideally suitable for industrial laser micromachining applications.     

基于SESAM的全光纤被动锁模光纤激光器

研究实现了一种主振荡功率放大（MOPA）结构的高功率全光纤皮秒级被动锁模掺镱（Yb3+）光纤激光器。种子源为基于半导体可饱和吸收镜（SESAM）的锁模光纤激光器,其为线性腔结构,输出功率为5.97 mW;预放大级采用单模掺镱光纤进行放大,之后经过4倍重复频率倍增系统和两级双包层掺镱光纤放大器,最终实现了平均功率74.3 W,中心波长1063.4 nm,脉冲宽度7.0 ps,重复频率68 MHz的锁模脉冲激光输出。实验中通过对种子光的处理和光纤长度的控制,未出现受激布里渊散射（SBS）、受激拉曼散射（SRS）等非线性效应。     

Analytical optimization of the net residual dispersion in SPM-limited dispersion-managed systems

Dispersion management is an effective technique to suppress the nonlinear impairment in fiber transmission systems, which includes tuning the amounts of precompensation, residual dispersion per span (RDPS), and net residual dispersion (NRD) of the systems. For self-phase modulation (SPM)-limited systems, optimizing the NRD is necessary because it can greatly improve the system performance. In this paper, an analytical method is presented to optimize NRD for SPM-limited dispersion-managed systems. The method is based on the correlation between the nonlinear impairment and the output pulse broadening of SPM-limited systems; therefore, dispersion-managed systems can be optimized through minimizing the output single-pulse broadening. A set of expressions is derived to calculate the output pulse broadening of the SPM-limited dispersion-managed system, from which the analytical result of optimal NRD is obtained. Furthermore, with the expressions of pulse broadening, how the nonlinear impairment depends on the amounts of precompensation and RDPS can be revealed conveniently.     

Tm-doped mode-locked fiber lasers

Ultrashort pulse fiber lasers are increasingly used in various areas for scientific as well as industrial purposes. In contrast to ultrashort pulse lasers based on ytterbium- and erbium-doped fibers, the dispersion of silica fibers in the amplification band of thulium-doped fibers around 2 μm is typically anomalous, which has fundamental impact on the pulse propagation. In this paper, mode-locked thulium-doped fiber lasers operating in different pulse propagation schemes are presented. The transfer of various concepts into the 2 μm wavelength range, which have been successfully applied for pulse parameter scaling in the 1 and 1.5 μm spectral region, are discussed on the basis of experimental and numerical results.     

掺镱全光纤激光器研究

用自制耦合器搭建了全光纤激光振荡器,通过不同的泵浦方式对全光纤激光器进行了实验研究。实验装置中加入包层光剥离器,纤芯/包层分别为20/400 μm的有源光纤作为增益光纤。实验中未加特定的冷却装置,选用2个110 W激光二极管分别进行前向和后向泵浦,在总泵浦功率223.6 W时,前向泵浦方式中获得激光功率输出152.2 W,光-光转换效率69%;后向泵浦方式中,激光功率输出156.5 W,光-光转换效率70%。最后,进行了双向泵浦实验,泵浦光功率443.8 W时,1080 nm近单模激光功率输出311 W,光-光转换效率70%。进一步增加泵浦功率,会获得更高功率的1080nm激光输出。     

波长可调谐被动锁模光纤激光器

为在光纤激光器中获得特定中心波长的锁模激光,进行了采用非线性光纤环形镜锁模的掺Yb3+光纤激光器的波长可调谐实验研究。获得了自启动锁模、中心波长在1030nm~1081nm范围内连续调谐的锁模脉冲输出;在中心波长1053nm时,测得光谱带宽6nm、脉冲宽度234.375ps、输出功率2.05mW、重复频率3.842MHz。这种被动锁模光纤激光器的锁模过程可以完全自启动,几乎不受外界环境变化的影响,可以长时间稳定工作,不仅可以提供特定中心波长的锁模激光,而且有望成为其它科学研究工作的中心波长可调谐的宽带锁模光纤激光种子源。     

掺Yb3+双包层光纤激光器的研究进展

光纤激光器以其独特的优势得到快速发展,其应用范围已经扩展到工业加工、国防军事、医疗等领域。综述了连续、脉冲掺Yb3+双包层光纤激光器的国内外研究进展,介绍了利用能承受高功率的合束器、光纤光栅的全光纤激光器,利用种子光主振荡光纤放大技术产生高光束质量、高平均功率、高峰值功率的脉冲光纤激光器。分析了影响光纤激光器功率提高的因素,如光纤的损伤、非线性性效应、热效应。最后,对掺Yb3+双包层光纤激光器的发展前景进行了展望。     

近零平坦色散三包层光子晶体光纤的设计

为了使光子晶体光纤（PCF）在钛宝石飞秒激光器的工作波长0.80 m 和光通信窗口1.55 m 处获得宽的近零超平坦色散,使用了三包层六角空气孔环结构设计来代替普通的单包层结构。应用了改进的有效折射率法对该三包层PCF 进行了数值模拟。结果表明:三包层PCF 的色散随结构参数的微小变化而有较大的变化,因此通过对PCF 结构参数的合理调节,分别实现了在0.800.02 m 和1.550.15 m 波长范围内近零、平坦色散（色散范围0.5 ps/（kmnm）,色散斜率范围0.02 ps/（kmnm2）的结构设计。这对于光通信系统及研究飞秒激光在PCF 中的传输特性,拓展飞秒激光的研究和应用都具有重要意义。     

掺镱双包层光纤激光器热应力场的理论研究

针对高功率掺镱双包层光纤激光器(DCFL)的热应力模型,对影响热应力场分布、包层表面最大热应力的参数如:纤芯半径、泵浦方式、泵浦吸收系数进行了研究.结果表明,热破坏作用主要集中于纤芯和包层表面;减小纤芯半径或增加光纤长度能够降低包层表面的最大热应力值;双端对称泵浦较之其它泵浦方式性能更优;采用非均匀泵浦吸收系数方案在降低包层表面最大热应力的同时,维持了高功率输出.