掺铥光纤激光器波长可调谐输出特性

利用1 550 nm光纤激光器搭建了一个同带泵浦环形腔掺铥光纤激光器,并对其光谱输出特性进行了研究。在1 550 nm激光泵浦下,1.6 m掺铥光纤自发辐射谱覆盖1 800~1 900 nm范围,3 dB带宽大于60 nm;通过在腔内插入隔离器,获得了线宽小于0.2 nm的激光输出,中心波长在1900 nm附近;进一步在腔内加入FP腔,获得了可调谐的窄线宽输出,光谱调谐范围达60 nm,覆盖从1 840~1 900 nm的光谱范围,激光线宽仅为0.07 nm。另外,在腔内使用通信波段用FP腔,同样获得了较宽调谐范围的窄线宽输出。输出光谱分为1 820~1 850 nm和1 865~1 915 nm两个区域,调谐范围共达80 nm。结合使用2 000 nm FP腔的可调谐光谱范围,该激光器在1 820~1 915 nm的范围都可以获得激光输出,与掺铥光线的自发辐射谱基本相符。     

掺铥光纤激光器的波长调谐特性研究

基于简化的二能级激光系统和均匀展宽理论模型,利用原子速率方程和功率传输方程建立了掺铥光纤激光器的理论模型,并以环形腔掺铥光纤激光器为例,通过Matlab编程数值模拟研究了其出射功率和波长调谐范围与腔内损耗、掺铥光纤长度、输出耦合比、泵浦波长和泵浦功率等激光器参量的关系。数值模拟结果表明,降低激光器腔内损耗、提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度可以提高掺铥光纤激光器的出射功率和增加波长调谐范围,而增加输出耦合比虽能提高激光功率,却减小了波长调谐范围。经过参数优化,在腔内总损耗为3dB、输出耦合比为10%的情况下,通过提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度,掺铥光纤激光器的波长调谐范围可达528nm(1660~2188nm),高于目前已报道的实验结果。将部分模拟结果与文献报道的实验结果进行对比,较好地证实了模型的准确性。研究工作对于掺铥光纤激光器的设计和发展具有重要的理论参考价值和指导意义。     

高功率被动锁模2.0μm掺铥飞秒脉冲光纤激光器

报道了高功率半导体可饱和吸收镜被动锁模的2.0μm掺铥飞秒脉冲光纤激光器的实验结果。该光纤激光器利用半导体可饱和吸收镜与宽带全反射镜来构成线型法布里-珀罗腔,自制的1550nm连续掺铒光纤激光器作为激光抽运源。当抽运功率为312mW时,开始得到稳定的重复频率为53MHz的锁模激光脉冲串。当抽运功率增加到472mW时,得到的最大平均输出功率为50mW,相应的最高单脉冲能量为0.94nJ;此时测得锁模激光脉冲的宽度为907fs,激光的中心波长为1939.5nm,3dB光谱带宽为4.6nm。     

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。     

掺铥光纤激光器在2μm处可调谐

南安普顿大学光电子研究中心的研究人员宣布他们采用双包层掺铥硅光纤已研制成2 μm的高功率可调谐连续波激光器。新激光器从 787nm 36 .5W输入功率产生 1 4 W的单模输出。该激光器输出波长可调 ,已工作在1 .85～ 2 .0 7μm波长范围 ,输出功率为几瓦。图　带有二个激光二极管条的掺铥光纤激光能在 2μm产生高效高功率输出最近对高功率全固态 2μm辐射源很有兴趣。该光谱区对人眼安全 ,因此对遥感应用(如激光雷达和医学应用 )很有用。对于中红外 ( 3～ 5μm)的高效非线性频率转换也很有用。这些应用需要很好的光束质量 ,对有些应用则是必不…     

基于石墨烯的被动锁模掺铒光纤孤子激光器

报道了石墨烯作为可饱和吸收体的被动锁模掺铒光纤孤子激光器。采用环形腔结构,在抽运功率为370.4mW时,产生了重复率为3.16MHz,脉宽约为1.32ps,平均输出功率为1.07mW的锁模脉冲,其单脉冲能量为0.338nJ,并观察到激光中心波长在1556.72～1558.76nm之间可调。基于Ginzburg-Landau方程进行了数值模拟,得到的结果和实验一致。     

全光纤结构被动锁模2μm掺铥光纤激光器

由于水分子在2μm波段有很强的中红外吸收峰,而掺铥光纤激光器可以发射2μm波长附近的激光,因此掺铥光纤激光器可广泛应用于生物医疗、国防工业等领域。北京工业大学高功率光纤激光课题组成功实现了高脉冲能量全光纤结构被动锁模的     

光栅型可调谐掺铥连续光纤激光器研究进展

2 μm波长可调谐掺铥连续光纤激光器具有调谐范围宽、输出线宽窄和噪声低等特点,在激光雷达、遥感、光通信、光谱分析、环境监测及激光医疗等领域具有重要应用,近年来成为光纤激光技术领域的研究热点.文章首先介绍了可调谐光纤激光器中实现波长选择的各类光栅元件的基本结构及工作原理,涉及到的光栅元件主要包括闪耀光栅、体布拉格光栅和光纤光栅;其次重点阐述了基于光栅的可调谐掺铥连续光纤激光器在国内外的研究进展,最后对其未来的发展趋势做出展望.     

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。     

基于NPR效应的可调谐多波长被动锁模光纤激光器

提出了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应的被动锁模光纤激光器,以980 nm半导体光源作为泵浦源,5 m长的掺铒光纤(EDF)作为增益介质,利用两个偏振控制器(PC1和PC2)和一个偏振相关隔离器(PDI)产生NPR效应,作为等效可饱和吸收体,实现对脉冲的窄化,产生稳定的锁模脉冲输出,脉冲宽度为36.02 ns,并通...     

石墨烯被动锁模光纤激光器的研究进展

自2009年石墨烯(Graphene)材料被成功用于产生超短脉冲以来,出现了多种腔形、多种波长、多种脉冲特性的锁模激光器。利用石墨烯可饱和吸收特性制成的锁模器件具有稳定性好、响应波长广、恢复时间短、插入损耗小等多方面的优势,是目前超短脉冲领域的研究热点。重点对石墨烯被动锁模光纤激光器的研究进展进行了总结,并针对该领域面临的问题,指出其发展趋势。     

Manipulating dissipative soliton ensembles in passively mode-locked fiber lasers

We review our recent experimental and theoretical results addressing the dynamics of large numbers of solitons interacting in presence of a background in passively mode-locked erbium-doped fiber lasers. We first characterize experimentally the soliton rain complex dynamics, and then we focus on ordered soliton patterns. We report that, for suitable experimental parameters, a continuous wave can impose harmonic mode locking. Two levels of modeling for a mode-locked laser subjected to the external injection of a continuous wave are developed to support the latter observation. The first one is based on a scalar master equation, while the second one takes into account the mode-locking mechanism more accurately through a vectorial approach.     

Power scaling in passively mode-locked large-mode area fiber lasers

We report on a novel approach toward generating high peak powers in passively mode-locked fiber lasers. By appropriate design the fiber's mode area is increased by a factor of ~30 compared to standard fiber. This increased area effectively decreases the nonlinearity thus, increasing the power necessary to form stable soliton-like pulses     

被动锁模光纤激光器中实时动力学特性的研究进展

超快、非重复现象的实时测量在很多领域具有较强的挑战性,新兴的色散傅里叶变换(DFT)技术克服了传统光学仪器扫描速率的限制,使实时光谱测量成为可能。本文介绍了基于DFT技术的被动锁模光纤激光器实时动力学特性的研究进展,其将有助于研究者对激光器中孤子爆炸、脉动孤子、孤子产生和消亡、类噪声脉冲等各种动力学现象的深入理解,对其优化光纤激光器特性具有重要启示。     

High-power passively mode-locked semiconductor lasers

We have developed optically pumped passively mode-locked vertical-external-cavity surface-emitting lasers. We achieved as much as 950 mW of mode-locked average power in chirped 15-ps pulses, or 530 mW in 3.9-ps pulses with moderate chirp. Both lasers operate at a repetition rate of 6 GHz and have a diffraction-limited output beam near 950 nm. In continuous-wave operation, we demonstrate an average output power as high as 2.2 W. Device designs with a low thermal impedance and a smooth gain spectrum are the key to such performance. We discuss design and fabrication of the gain structures and, particularly, their thermal properties     

宽幅可调方波双泵被动锁模光纤激光器设计

用简单地调节泵功率的方法,实现了独立、连续地调整输出方波脉冲的振幅和宽度。采用了双泵结构,其中一个泵用来调节输出脉冲的宽度,另一个泵用来调整幅度;提出并实现了一种8字形双泵被动锁模光纤激光器。仿真结果表明,该被动锁模光纤激光器可以产生幅度可调的方波脉冲。这一结果将有助于纳秒方波脉冲机理的进一步研究。     

Optimization of passively mode-locked giant pulse lasers

Simple functions that characterize the performance of a passively mode-locked giant pulse laser have been identified for the first time. These provide essential information for optimizing this class of laser system. The analytical results are supported by a computer model which includes the noise statistics in a realistic way, and allows quantitative simulations of real mode-locked systems to be carried out.     

Dynamics of monolithic passively mode-locked semiconductor lasers

Monolithic colliding pulse mode-locking (CPM) in semiconductor lasers is compared with self colliding pulse mode-locking (SCPM) through a large signal dynamic computer model which incorporates most of the significant features of semiconductor lasers. These include gain saturation, spontaneous emission, the gain-frequency relation, and the line-width enhancement factor. This new model replicates many of the published experimental results and also gives additional insight into the internal operation of the device. In particular, gain saturation combined with the standing waves created by colliding pulses within the saturable absorber produce a transient gain grating. This is found to have significant effects in locking either the even or the odd modes together in CPM. A performance comparison between CPM and SCPM is completed and some key design parameters of both configurations are explored     

被动锁模光纤激光器中增益支配孤子的腔至峰值功率钳位效应

通过实验和数值模拟研究了全正色散被动锁模光纤激光器中增益支配孤子的产生.实验观测和数值模拟结果分别证实了由腔导致的峰值功率钳位效应的存在.激光器性能对腔的结构的依赖性得到研究.研究结果表明:在光纤激光器中,能否获得具有更高脉冲能量的增益支配孤子是由腔的结构例如腔内非线性管理和输出比率选取决定的.