高重复频率、窄脉宽全固态光纤放大器种子源

高重复频率、窄脉宽的全固态激光器种子源级联光纤放大器是获得高功率脉冲激光输出的有效手段.短上能态寿命的Nd:YVO4晶体在连续抽运、高重复频率Q开关工作时容易得到接近连续性能的平均输出功率.理论分析了声光(AO)调Q器件中影响输出能量和脉宽大小的主要因素,优化配置了腔型参数.利用激光二极管(LD)光纤耦合模块端面抽运Nd:YVO4晶体,实现了声-光调Q重复频率100 kHz以上,脉宽20 ns以下,波长1064 nm的激光输出.在抽运功率5.7 W时,得到了脉宽15.3 ns,重复频率150 kHz的种子光输出,在级联单级光纤放大器后,得到了20 W的输出.     

高重复频率的增益开关Nd3+:YVO4+KTP绿光激光器

为了设计一种可连续和脉冲双模式输出的绿光激光器,采用一只半导体激光器端面抽运Nd3+:YVO4+KTP胶合晶体,通过腔内倍频,获得光-光转换效率为19%的连续绿光激光输出.利用增益开关技术,改变注入激光器的电脉冲波形,可得到方波、正弦波或三角波的绿光激光脉冲输出;调节激光器驱动电流的幅度和占空比可改变输出激光脉冲的强度和脉宽;改变驱动电源的重复频率可以使输出绿光激光脉冲的重复频率连续可调,最大重复频率可达2MHz.在重复频率为560kHz时,获得了输出绿光激光脉冲宽度为74ns、峰值功率为285mW、振幅噪声小于%.研究表明,利用增益开关技术可以获得重复频率和窄脉冲宽度的绿光激光脉冲.     

高重复频率的增益开关Nd3+:YVO4+KTP绿光激光器

摘要：介绍了可连续和脉冲双模式输出的绿光激光器。用一只半导体激光器端面抽运Nd3+:YVO4+KTP胶合晶体,通过腔内倍频,获得光-光转换效率为19%的连续绿光激光输出。利用增益开关技术,改变注入激光器的电脉冲波形,可以得到方波、正弦波或三角波的绿光激光脉冲输出;调节激光器驱动电流的幅度和占空比可改变输出激光脉冲的强度和脉宽;改变驱动电源的重复频率可以使输出绿光激光脉冲的重复频率连续可调,最大重复频率可达2MHz。在重复频率为560kHz时,获得了输出绿光激光脉冲宽度为74ns、峰值功率为285mW、振幅噪声小于3%。     

占空比可调的奈奎斯特脉冲产生

奈奎斯特(Nyquist)脉冲在光通信、微波光子学、光存储和全光采样等领域中有着重要应用价值。为适应不同的应用场合对Nyquist脉冲的占空比的具体要求,提出了一种基于光谱展宽和啁啾补偿的占空比可调的Nyquist脉冲产生方案。首先,利用相位调制器(phase modulator, PM)作为时间透镜,将强度调制器(intensity modulator, IM)输出的平顶光脉冲变换到频域光谱展宽的平坦光频梳;然后,通过标准单模光纤(standard single-mode fiber, SSMF)补偿相位调制引入的近线性啁啾,得到脉宽压缩的无啁啾短脉冲;最后,通过中心波长和带宽可调的光滤波器滤波实现了Nyquist脉冲占空比的连续可调。通过数值仿真实验,在10 GHz的射频信号频率下,获得了周期为100 ps,脉宽为4.0—12.6 ps,占空比在4.0%—12.6%之间可调的Nyquist脉冲,且脉冲的滚降系数较低,在0—0.127之间,与理想Nyquist脉冲的均方根误差为0.16%—0.58%。结果表明,该方案能够实现占空比灵活可调的Nyquist脉冲的产生。     

10 GHz超低抖动光短脉冲源

报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源.将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲.由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲.     

利用相位和强度调制器产生高消光比超短光脉冲

提出了一种产生高消光比超短光脉冲的新方法.利用相位调制器调制连续光生成啾啁光,而后利用M-Z强度调制器的倍频调制抑制对压缩不利的啁啾部分的影响,再通过等效啁啾光纤光栅进行压缩产生光脉冲.理论和仿真结果表明,该方法可以很好地消除光脉冲的基底及减小旁辦,产生消光比大于30 dB、波形理想的光脉冲,具有很强的可实现性.最后利用实际制作的色散系数为-380 ps/nm的等效啁啾光纤光栅对该方法进行了实验验证,结果表明,在重复频率为2.5 GHz、相位调制系数为9时,可产生脉宽小于18 ps的高质量光脉冲.     

用于高能短脉冲激光的光纤前端系统的展宽与放大特性

光纤技术为惯性约束聚变激光驱动器前端系统提供了许多便利,如便于分路、鲁棒性和稳定性.提出了一套全光纤前端的方案来适应未来高能拍瓦激光装置对种子源的需求.实验研究了这套用于产生高能短脉冲激光的光纤前端系统的啁啾脉冲展宽与放大特性.采用锁模振荡器的相位锁定信号作为系统的参考时钟,将各级光开关器件进行同步.系统采用波导幅度调制器来选取需要的信号重复频率,并用声光调制器(AOM)对放大器级间放大自发辐射(ASE)光进行抑制.通过大模场光纤放大器后系统输出啁啾脉冲峰值功率4.1 kW,脉宽760 ps,输出脉冲稳定.鲁棒性、高可靠性和使用便捷的优点使这套前端系统为高能拍瓦激光装置提供了一种可选择的种子脉冲产生方式.     

基于FPGA的分布式光纤传感器脉冲光源设计

脉冲光源是分布式光纤传感器的关键部件。为了设计出具有布里渊频移的脉冲光源,采用基于环形腔结构的布里渊频移器,配合基于Altera公司生产的CyloneIII系列FPGA芯片EP3C10E144C8N设计的脉宽和频率均可调的脉冲源,经电光强度调制后得到脉冲光输出。实验表明：该光纤传感器脉冲光源性能稳定,输出激光脉冲的脉宽在20ns-100ns范围可调,频率在10KHz-100KHz范围可调,具有成本低、系统结构简单等优点。     

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。     

受激光布里渊散射结合脉冲泵浦的可调谐调Q光纤激光器

介绍了一种受激布里渊散射(SBS)结合脉冲泵浦的全光纤调Q激光器,获得重复频率可调谐的亚10 ns高功率脉冲.利用瑞利散射(RS)和SBS共同作用自调Q机制,采用光纤干涉环结构与强泵浦抽运,可获得稳定的亚10 ns高功率调Q光脉冲.以脉冲泵浦控制调Q光脉冲产生的重复频率,实现调Q光脉冲输出重复频率的可调谐.实验结果表明:使用3 m高增益掺Er3+光纤,在两只975 nm半导体激光器强泵浦抽运下,可获得脉宽6 ns、峰值功率大于340 W、重复频率0～5 kHz的调Q光脉冲输出.该调Q光纤激光器具有全光纤结构、输出脉冲窄、峰值功率高、重复频率可调谐的特点,可用于分布式光纤传感系统与种子光源.