多模式振荡的多波长光纤激光器

提出并通过实验搭建具有多个横向模式振荡的基于少模掺铒光纤的多模式振荡多波长光纤激光器.激光器包括部分空间光学元件、多模光纤组件、少模光纤及少模掺铒光纤.所用少模掺铒光纤支持六个模式,其掺杂结构经过特殊设计后使得各模式增益均衡.通过少模光纤-多模光纤-少模光纤部分的作用实验实现了波长可调谐多模激光及多波长多模激光输出.泵浦功率2.75 W时输出的单波长激光中心波长为1590.4 nm,激光线宽0.08 nm,激光器的边模抑制比为38.31 dB,通过调节偏振控制器得到单波长可调谐范围为1572.12～1599.72 nm.增加泵浦功率还可得到双波长多模激光及三波长多模激光.     

可调谐掺铒光纤激光器在光纤传感中的应用

在光纤传感领域中,光纤光栅传感器若采用一般的宽带光源,从传感光栅反射的光会很弱,从而限制系统信噪比和分辨率.论文设计可调谐环形腔掺铒激光器,对激光输出功率和信噪比等参数进行分析,并将其应用于光纤传感解调,可提高光纤传感解调系统的信噪比及复用能力,优化传感系统性能.     

窄线宽掺铒光子晶体光纤激光器(英文)

为获得高质量输出光纤激光器,利用单模掺铒光子晶体光纤替代传统普通光纤作为谐振腔的增益介质,两个匹配的窄带光纤布拉格光栅作为波长选择元件,形成一个简单的线性腔结构,实现一台新型全光纤窄线宽掺铒光子晶体光纤激光器.该激光器线宽仅有55 pm,激发波长具有大于50 dB的边模抑制比.在激光二极管泵浦下,该激光器在波长1 550.22 nm处获得8 mW的最大输出功率和3.2%的斜率效率.通过在10 min,内每隔1 min对激光器的输出波长重复扫描,表明室温下激光器的输出波长稳定.在12 min内,其输出平均功率的最大扰动少于0.07 dB.     

可调谐环形掺铒光纤激光器的研究

研制了掺铒光纤形成的连续可调谐环单模光纤激光器。当使用９８０ｎｍ半导体激光器作泵浦源时,可调谐谱宽可达３０ｎｍ（１．５３～１．５６μｍ）,最大输出功率为７．６ｍＷ,带宽为０．１３ｎｍ。功率稳定性优于０．０５ｄＢ。     

1.7μm波段全光纤掺铥宽带光源实验研究

设计并实验实现了一种结构简单的1.7μm波段全光纤宽带光源.采用传统的线型腔结构,利用1565nm高功率半导体激光器泵浦一段单模掺铥光纤,获得了中心波长为1833nm的自发辐射光谱.由于色散补偿光纤在大于1.7μm波段有较大损耗,在腔内接入该光纤使自发辐射光谱的中心波长移动到1.7μm波段.其中,泵浦源由1565nm半导体激光器和最高输出功率33dBm的铒镱共掺放大器组成.通过优化色散补偿光纤和掺铥光纤的长度,获得了宽带光源,其中心波长在1744nm,5dB谱宽87nm.为1.7μm光纤光源设计及研制提供参考.     

基于光纤光栅选频的近单频输出环形腔光纤激光器设计与仿真

近单频光纤激光在相干合成、光通信、激光测量及光谱分析等领域具有独特的优势。目前，采用环形腔光纤激光器实现近单频输出被科研工作者们广泛关注。环形腔光纤激光器中主要使用可调谐光纤光栅滤波器、可调谐带通滤波器、可调谐法布里-珀罗（F-P）滤波器以及可饱和吸收体等实现更好的近单频输出，输出激光的光谱受到滤波器带宽以及环形腔数量的影响。因此，基于光纤光栅选频，使用Optisystem软件进行仿真，通过改变环形腔数量和光纤光栅的3 dB带宽，得到了边模抑制比为88.20 dBm的近单频激光输出。     

基于光子晶体光纤的布里渊光纤激光器

为提高普通布里渊激光器的输出功率和激光效率，提出一种基于小纤芯光子晶体光纤(PCF)的环形腔布里渊光纤激光器.在环路中加入了掺铒光纤放大器和光滤波器，抵消了光纤环路的损耗，削减了掺铒光纤的受激辐射.实验结果表明，应用该激光器只需25 m的小纤芯PCF就可实现稳定的布里渊激光输出，并且输出激光的主要能量来源是环中的掺铒光纤放大器.与普通单模光纤相比，小纤芯PCF具有非线性效应强、布里渊增益大的特点，适合作为布里渊光纤激光器的增益介质.     

基于布拉格光栅的多波长掺饵光纤激光器实验研究

掺铒光纤具有较高的增益和抽运效率,在室温下是均匀展宽类型的增益介质,导致同一腔内得到的多波长激光会存在模式竞争以及模式跳变,较难实现多波长激光的同时振荡。本文利用光纤布拉格光栅的窄带滤波特性,以相位掩模法和点对点法制成的FBG及两者串接作为选频器件,设计并搭建多波长光纤激光器系统,实验实现了光纤激光器的多波长输出。通过对激光输出功率与输出谱线的实验研究与分析,发现在模式竞争过程中,能量高的激光模式最后总会成为胜者,调整激励电流、光栅接入方式可控制多波长掺饵光纤激光器波长输出特性。     

偏振态稳定型掺铒光纤激光器

提出了一种新型结构的Sigma谐振腔光纤激光器,以价格较为经济的非保偏掺铒光纤作为增益介质。利用Jones矩阵法对该光纤激光器的偏振特性进行了分析。数值仿真计算结果表明其输出偏振态较之相同条件下常规环形腔结构光纤激光器的输出偏振态更加稳定,可应用于光网络测量系统和光纤传感等领域。     

偏振态稳定型掺铒光纤激光器

提出了一种新型结构的Sigma谐振腔光纤激光器,以价格较为经济的非保偏掺铒光纤作为增益介质。利用Jones矩阵法对该光纤激光器的偏振特性进行了分析。数值仿真计算结果表明其输出偏振态较之相同条件下常规环形腔结构光纤激光器的输出偏振态更加稳定,可应用于光网络测量系统和光纤传感等领域。     

光纤激光外腔频谱组束的实验研究

实验中采用激光二极管作为泵浦源、大模面积Er3+Yb3+共掺双包层光纤作为增益介质,利用傅里叶变换透镜、闪耀光栅和输出耦合镜组成的外腔结构,实现了两路Er3+Yb3+共掺双包层光纤激光器的频谱组束。在单路光纤激光器的最大输出功率为520 mW和545 mW、光栅衍射效率为80%的条件下,获得了690 mW的组束功率,组束效率为65%,同时对组束激光的光束质量进行了评估。测得水平和垂直方向的光束质量因子分别为M2x=1.592,M2y=1.335。     

Design and fabrication of erbium doped photosensitive fibers

A kind of erbium doped photosensitive fiber (EDPF) was proposed and fabricated, whose core was made of double layers named photosensitive layer and erbium doped layer. The double-layer core design can overcome difficulties in fabrication of EDPF with single core design, i.e. the conflict between the high consistency rare earth doping and high consistency germanium doping. A sample was fabricated through the modified chemical vapor deposition method combined with solution doping technique. The peak absorption coefficient was 48.80 dB/m at 1.53 μm, the background loss was lower than 0.1 dB/m, and the reflectivity of the fiber Brag gratings (FBG) written directly on the sample fiber was up to 97.3% by UV-writing technology. Moreover, a C band tunable fiber laser was fabricated using the sample fiber, in which a uniform FBG was written directly on EDPFs as a reflector. A single wavelength lasing with a maximum wavelength tuning range of 1555.2–1558.0 nm was achieved experimentally. Within this tuning range, the full-width at half maximum (FWHM) of the laser output was smaller than 0.015 nm and the side mode suppression ratio (SMSR) was better than 50 dB. Supported by the National High Technology Research and Development Program of China (863 Project) (Grant No. 2007AA01Z258), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60771008), Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-06-0076), Beijing Natural Science Foundation (Grant No. 4052023), and the Beijing Jiaotong University Foundation (Grant No. 2006XM003)     

窄线宽可调谐外腔半导体激光器的研究

报道了窄线宽、可调谐外腔半导体激光器的一些研究成果．利用闪耀光栅作反馈元件,对市售的半导体激光器形成弱耦合外腔,改善了半导体激光器的性能,实现了光谱特性较好的窄线宽单模激光输出,其边模抑制比大于３０ｄＢ,线宽小于０．０６ｎｍ．最大输出功率为３５．４ｍＷ,总的光一光转换效率为４６％．通过调整光栅转角,得到１１．６６ｎｍ的波长调谐范围．     

光子晶体光纤拉曼激光器研究

利用100m非线性光子晶体光纤，以光纤光栅对作为谐振腔，研制成功了低阈值光子晶体光纤拉曼激光器．该光子晶体光纤拉曼激光器的闽值为2W，在抽运功率6．2W时，得到最大功率为1．8W．波长为1115．9nm的连续拉曼激光输出，拉曼半峰全宽为1．39nm，对应光-光转化效率29％，斜率效率41％．且在低功率连续光泵浦下观察到5级拉曼荧光．     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。     

Tandem pumping architecture enabled high power random fiberlaser with near-diffraction-limited beam quality

In this contribution, we present the tandem pumping avenue leveraged performance scaling of random fiber laser to record 3 kW level with inherent temporal stability and near-diffraction-limited beam quality. The high power system employs a four-stage master oscillator power amplifier chain. The master oscillator is a half-opened cavity structured random distributed feedback fiber laser centered at 1080 nm and pumped by incoherent amplified spontaneous emission source. Narrowband random laser seed is selected by employing a spectral filtering module with a maximum output power of 1.08 W, full width at half maximum linewidth of 0.47 nm and spectral optical-signal-to-noise ratio of about 42 dB. As to the main amplification stage, for given 104 W pre-amplified random laser seed and 3.61 kW pump laser, an ultimate output power of 3.03 kW can be obtained,corresponding to an optical-to-optical conversion efficiency of 81.05%. Nearly single-transverse-mode amplified random laser can be achieved even at full power level for inherent high thermal modal instability threshold enabled by tandem pumping and inducing bending loss for high-order transverse-mode. Further performance scaling of this high power random laser system, such as power boosting, operation wavelength tuning and linewidth alteration, is the next goal.