BSO晶体空间光学双稳态

在理论上预言了一种新的参量空间光学双稳态，即以偏置电压为输入参量，Ｂｉ１２ＳｉＯ２０晶体输出的高斯光束远场光斑中心点的光强为输出参量和输入高斯光束功率为常量的一种光学双稳态。并且在实验中分别实现了正偏置和反偏置两种情况下的偏置双稳态。     

掺铒光纤中的双稳态现象的研究

在以掺铒光纤为增益介质的环形光纤激光器中观察到了光学双稳态现象,定性分析了双稳态形成的机理,即掺铒光纤不同位置分别存在增益饱和和吸收饱和,而且吸收饱和有着更低的饱和阈值。通过理论衍生的公式对增益特性曲线进行了拟合,并结合增益特性曲线对光双稳态的产生给出了定量的解释。     

两种国产新型掺Yb氟化物激光晶体的光谱特性研究

掺Yb氟化物激光材料是继掺Yb氧化物激光材料之后的另一类重要的掺Yb激光材料,已经成为可调谐激光和超快激光领域中研究的热点之一。针对两种国产新型掺Yb的氟化物激光材料：混晶材料Yb∶CaF₂-SrF₂和共掺离子型的单晶材料Yb, Y∶CaF₂,进行了详细的光谱特性比对实验研究。通过荧光比对实验,发现这两类激光材料的荧光光谱完全不同,并分析了不同荧光产生的物理机制。通过吸收率比对实验,讨论了两类材料中的激活离子Yb或共掺离子Y的掺杂浓度对晶体吸收特性的影响,得到了最佳掺Yb离子或共掺Y离子的浓度。利用激光二极管作为泵浦源,实现了这两类新型材料在折叠腔型下的连续激光输出运转,其中对于共掺离子型Yb, Y∶CaF₂晶体是首次实现连续激光运转。通过激光对比实验,获得了两类激光材料(四种样品)的激光输入—输出关系曲线,测量了各自的斜效率和激光光谱特征。通过系统地比较两类激光晶体的吸收率、荧光光谱特性、激光光谱特性以及连续激光运转的阈值功率和斜效率等参数得出以下结论：在四种实验样品中,共掺离子型单晶材料中的3at%Yb, 6at% Y∶CaF₂晶体具有最好的光谱和激光特性,具有良好的应用前景。这些实验结果为进一步提升此类激光材料的性能提供了有益的参考。     

两种国产新型掺Yb氟化物激光晶体的光谱特性研究SCIEI北大核心CSCD

掺Yb氟化物激光材料是继掺Yb氧化物激光材料之后的另一类重要的掺Yb激光材料,已经成为可调谐激光和超快激光领域中研究的热点之一。针对两种国产新型掺Yb的氟化物激光材料:混晶材料Yb∶CaF2-SrF2和共掺离子型的单晶材料Yb,Y∶CaF2,进行了详细的光谱特性比对实验研究。通过荧光比对实验,发现这两类激光材料的荧光光谱完全不同,并分析了不同荧光产生的物理机制。通过吸收率比对实验,讨论了两类材料中的激活离子Yb或共掺离子Y的掺杂浓度对晶体吸收特性的影响,得到了最佳掺Yb离子或共掺Y离子的浓度。利用激光二极管作为泵浦源,实现了这两类新型材料在折叠腔型下的连续激光输出运转,其中对于共掺离子型Yb,Y∶CaF2晶体是首次实现连续激光运转。通过激光对比实验,获得了两类激光材料(四种样品)的激光输入—输出关系曲线,测量了各自的斜效率和激光光谱特征。通过系统地比较两类激光晶体的吸收率、荧光光谱特性、激光光谱特性以及连续激光运转的阈值功率和斜效率等参数得出以下结论:在四种实验样品中,共掺离子型单晶材料中的3at%Yb,6at%Y∶CaF2晶体具有最好的光谱和激光特性,具有良好的应用前景。这些实验结果为进一步提升此类激光材料的性能提供了有益的参考。     

一维反铁磁光子晶体光学双稳态效应研究

基于传递矩阵方法和光局域化原理, 本文研究了一维反铁磁光子晶体共振频率附近光学双稳态效应随电磁波入射角、 外磁场强度及电介质层数的变化.研究发现, 当外磁场为1.0 kG(1 G=10^-4 T)、电磁波小角度入射时, 反铁磁材料高低共振频率附近均可探测到光学双稳态效应; 当电磁波大角度入射时, 仅在高共振频率附近探测到光学双稳态效应. 然而, 当外磁场强度增加到2.0 kG时, 由于反铁磁材料的高低共振频率向两侧移动, 低共振频率附近缺失的光学双稳态频率窗口又被有效激发. 此外, 电磁波小角度入射时, 电介质层数在低共振频率附近对双稳态效应影响较明显.     

掺Yb3+晶体宽带可调谐激光输出特性

三块掺杂率均为5%的Yb3+激光晶体Yb:LSO、Yb:GSO和Yb:GYSO在完全相同的实验条件下由同一块熔融石英棱镜实现了可调谐激光的输出,调谐范围分别为70 nm、66 nm和74 nm.在输出镜透过率为6%时,LSO晶体的光-光转换效率为38.3%;GSO晶体在三者中容易获得更长波长的高功率输出;GYSO晶体由于具有较为平滑的调谐曲线而更容易获得锁模激光.     

2.2 W掺Yb3+双包层光子晶体光纤激光器

采用多模大功率972 nm半导体激光器泵浦20 m掺Yb双包层光子晶体光纤,详细研究了输出功率与泵浦功率的关系, 获得了1.09 μm,功率为2.2 W的激光输出.     

Yb：YAG晶体中的荧光浓度猝灭现象

在Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中发现浓度猝灭现象,对猝灭机制进行了分析研究,指出退火前晶体的荧光浓度猝灭现象主要由Ｙｂ＾２＋、色心和由此产生的晶格畸变所致高掺杂浓度时痕量稀土杂质离子的存在也将导致浓度猝灭,确定了Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中Ｙｂ＾３＋的理想掺杂浓度。     

非线性光纤环：2.掺铒光纤全纤光学双稳态实验

利用掺饵光纤和光纤定向耦合器组成全光纤谐振腔，在光学非线性条件下，实现了全纤光学双稳运转，实验双稳阈值与理论相符。     

不同组分的钒酸盐混晶Ybt:YxGd1-t-xVO4光谱与激光性质的比较研究

研究了三种掺Yb钒酸盐混晶Yb_0.005:Y_0.298Gd_0.697VO₄, Yb_0.007:Y_0.407Gd_0.586VO₄和Yb_0.009:Y_0.575Gd_0.416VO₄的室温偏振吸收谱和发射谱. 结果表明,最强的吸收和发射相应于π偏振,位 关键词： 掺Yb钒酸盐混晶 吸收谱和发射谱 激光振荡 偏振态     

光学双稳性的强迫振动模型

本文提出一个新的光学双稳性模型.基于平均场近似,慢变振幅近似和绝热近似的思想,把光学双稳系统看成一个“黑箱”,类比非线性振动理论,指出不同的光学双稳过程(包括不同的工作物质和不同的腔(F-P腔或环腔)),能用一个恰当的强迫振动方程统一地描述.方程中所包含的都是可测量的宏观参量,使得可能直接用实验拟合,与理论结果进行定量对照.用振动理论的方法,把方程演变成自治方程组,从而方便地得到光学双稳性稳态和动态解的一般形式.并用若干已报道的具体例子验证了这个模型的普适性.     

基于注入锁定法布里-珀罗激光器的光学双稳态及光存储研究

研究基于注入锁定法布里-珀罗激光器的全光双稳态效应及其在全光存储中的应用. 进行了法布里-珀罗激光器的注入锁定的实验研究, 对注入锁定的法布里-珀罗激光器的输出功率特性进行实验分析, 得到了不同注入光波长失谐量对迟滞曲线的门限宽度和消光比的影响. 进一步, 通过对控制信号功率的合理设置, 实现了对10 Gb/s输入信号的2.5 GHz光存储验证了利用注入锁定法布里-珀罗激光器实现高速全光存储的可行性, 在高速光纤通信领域具有极大的应用价值.     

双包层掺Yb3+光纤激光器的关键技术

大功率光纤激光器作为第三代激光器的代表,在激光加工和激光武器方面有着重要应用.介绍了掺Yb3+光纤激光器的发展历程,理论上分析了光纤激光器的泵浦阈值和输出功率,讨论了实验过程中涉及到的大功率LD泵浦、光纤耦合和双包层光纤等关键技术,为同类激光器的改进设计和深入研究提供参考.     

648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳特性研究

理论研究了648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳态.根据系统的非线性速率方程理论,推导出了稳态近似下雪崩阈值的解析表达式,数值研究了光子雪崩动力学响应、本征光学双稳性以及系统参数对光学双稳态的影响等.研究结果表明,648nm激光抽运下可以观察到掺Tm激光晶体的2μm荧光辐射本征光学双稳态,通过改变可控的实验参数能够实现对光学双稳回线环的形状调节. 关键词： 光学双稳 动力学 掺Tm晶体 光子雪崩     

648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳特性研究

理论研究了648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳态.根据系统的非线性速率方程理论，推导出了稳态近似下雪崩阈值的解析表达式，数值研究了光子雪崩动力学响应、本征光学双稳性以及系统参数对光学双稳态的影响等.研究结果表明，648nm激光抽运下可以观察到掺Tm激光晶体的2μm荧光辐射本征光学双稳态，通过改变可控的实验参数能够实现对光学双稳回线环的形状调节.     

Study of the optical bistability in the laser oscillation of Yb:GdVO4 crystal

We have studied the effect of optical bistability exhibited in the laser oscillation of Yb:GdVO₄ crystal, revealing the complexities arising from the coexistence and switching of σ and π polarization states characteristic of this crystal. In terms of absorbed pump power, the range for bistable operation can be in excess of 1 W, while the output power generated at the up-threshold can reach as high as 0.71 W. The studies also show significant influence of the Yb concentration, the crystal thickness, the output coupling, and the resonator configuration on the bistable laser operation.     

富勒烯分子的光学双稳性

本文采用非线性法布里-珀罗腔的全光光学方法,在C_(60)/C_(70)薄膜中首次观测到双稳开关现象,其开关时间为10ns.     

基于光纤Fabry-Perot滤波器的电光混合光学双稳态

提出了一种新型的电光混合光纤光学双稳装置,它由波长为1.55μm带尾纤的DFB半导体激光器、全光纤可调谐Fabry_Perot滤波器和电光反馈电路构成。实验中通过改变输入光强实现了光学双稳运转。讨论了该双稳器件在激光光强稳定器和光纤传感器方面的应用。     

Influence of frequency noise on nascent hysteresis in optical bistability

We study the influence of frequency noise on optical bistability in the neighborhood of the critical point where the hysteresis loop appears. We show that when the transmitted field evolves on a faster time scale than that of the noise, the hysteresis loop shifts toward lower values of the incident pumping field.     

Advances in vanadate laser crystals at a lasing wavelength of 1 micrometer

Sapphire, garnet and vanadate crystals are the most prominent optical materials, and vanadates play important roles in optics, especially in lasers and nonlinear optics. Neodymium‐doped yttrium vanadate (Nd:YVO₄) is representative and available commercially. Based on Nd:YVO₄, several vanadate crystals are being developed with the goal of fulfilling the need for differential applications and improvement of certain operational aspects, such as with pulsed lasers or high‐power continuous‐wave lasers. In recent years, some important effects, including energy enhancement, bistability of output performance, self‐Raman frequency shifting, etc., and some novel applications, such as quantum optics, pulsed lasers modulated by the two‐dimensional crystals, etc., have been discovered with vanadates as gain materials. In this paper, the preparation, characterization and laser applications of vanadate laser crystals at the lasing wavelength of 1 micrometer, including YVO₄, GdVO₄, LuVO₄, Gd_xY_1–xVO₄ and Lu_xGd_1–xVO₄ (0 < x < 1) doped with Nd³⁺ and ytterbium (Yb³⁺) are systematically reviewed by highlighting the most recent research progress. Their specific properties are presented, generation mechanisms of novel physical effects are discussed, new applications are given and possible future applications proposed by focusing on some potential strengths.