基于全固型掺镱光子带隙光纤的被动锁模全光纤环形孤子激光器

采用全固型掺镱光子带隙光纤(AS-Yb-PBGF)作增益介质并提供反常群速色散(GVD),设计了一种被动锁模全光纤环形孤子激光器。没有使用任何块状色散补偿元件。因此,该激光器腔型结构简单、紧凑、环境稳定性高,更容易实现全光纤结构。脉冲在激光腔内的传输用广义非线性薛定谔方程描述,并采用分步傅里叶方法数值模拟了该激光器的单孤子运转的动力学过程。计算时,将AS-Yb-PBGF的长度选取为0.4m,改变激光腔内单模光纤(SMF)的长度,得出了最佳运转参数:当AS-Yb-PBGF固定为0.4 m时,选择单模光纤等于0.4 m,就可以实现脉冲宽度为244 fs,脉冲能量为14 pJ和时间带宽乘积为0.32,即接近傅里叶变换极限的单孤子运转。     

基于体光栅的可调谐线型腔双波长掺镱光纤激光器

论述了均匀加宽增益介质中利用净增益均衡原理同时输出双波长激光的可行性,使得双波长各自的损耗等于增益,抑制模式竞争,便可实现双波长输出。验证了上述原理,搭建的线型腔双波长掺镱光纤(YDF)激光器室温下可以实现单波长输出和双波长输出两种运转状态。单波长或者双波长输出时,转动体光栅角度,利用其分光谱和选波长的特性,均可使得波长分别在1013～1078nm的范围内调谐。双波长同时输出时,其线宽分别约为0.012和0.020nm,最大和最小波长间隔约为65.00和1.04nm。双波长间隔较小时,双波长对彼此的抑制影响较间隔大时更为明显。双波长输出功率均衡稳定,最大输出功率可达40.7mW。输出双波长时,该激光器可用于光子混频和拍频产生太赫兹辐射;输出单波长时,由于其波长可调谐的特性,该激光器可用作光学相干层析(OCT)的调谐光源。     

Mode-Hop-Free, Optical Frequency Tunable 40-GHz Mode-Locked Fiber Laser

We have successfully achieved a mode-hop-free, optical frequency tunable 3-ps 40-GHz mode-locked fiber laser by installing an optical etalon in a 6.8-m laser cavity. The laser frequency was continuously tuned over 1 GHz without mode hopping by tuning the etalon peak frequency. The oscillation wavelength was also tuned over 1535-1560 nm by tuning an optical bandpass filter installed in the laser cavity.     

Tunable Raman Soliton Source Using Mode-Locked Tm–Ho Fiber Laser

We report a femtosecond pulse source that uses a mode-locked Tm-Ho oscillator and a self-frequency shift of Raman solitons in Tm-Ho power amplifier. The master oscillator mode-locked by an antimonide-based saturable absorber mirror produces 750-fs transform-limited soliton pulses over the tuning range from 1912 to 1972 nm. The soliton self-frequency shift in the amplifier resulted in transform-limited pulses with the wavelength adjusted by varying the amplifier pump power. We obtain ~150-fs soliton pulses at the wavelength of 2150 nm with average power up to 230 mW corresponding to the peak power of 27 kW. The efficiency of Raman conversion ranges from 47% to 62% over the tuning range     

熔锥光纤倏逝场作用石墨烯双波长锁模掺镱光纤激光器

报道了利用熔锥光纤石墨烯饱和吸收体实现1μm波段的双波长锁模掺镱光纤激光器(YDFL)。利用光学诱导沉积法,将水溶液中的石墨烯纳米复合物在光倏逝场的作用下沉积至熔锥光纤的锥腰部位。该石墨烯熔锥光纤器件作为可饱和吸收锁模部件具有制作灵活、全光纤结构以及高损伤阈值等优点。基于该器件的可饱和吸收及腔内双折射滤波特性,通过调节偏振控制器优化激光腔内偏振特性,实现了稳定的YDFL双波长锁模。该激光器的两个锁模波长分别为1034.77nm和1038.85nm,二次谐波锁模重复频率为1.09MHz,腔内单脉冲能量最大可达35nJ。     

一种制作掺Yb相移光纤光栅激光器的实验方案

采用遮挡法引入相移制作了掺Yb相移光纤光栅(PS-FBG)。在制作光栅的过程中,将其作为激光器的谐振腔,通过监测激光器的输出功率来确定相移大小。当激光器的输出功率开始下降时,停止曝光,此时引入的相移为π/2。为了使光栅的特性尽快稳定下来需要对光栅进行退火,这将导致引入的相移小于π/2。为了弥补退火过程中引起的相移降低,需要对退火后的光栅进行二次曝光,以使光栅的相移恢复π/2。利用该方法制作了一只光纤光栅激光器。当抽运功率为100 mW时,获得了25 mW的输出功率,信噪比(SNR)为60 dB。在1 h内,输出功率波动小于1%。当光栅的温度在25~30℃之间变化时,激光器单纵模运转。     

主动锁模飞秒光纤激光器

报道了主动锁模飞秒脉冲掺Er3 光纤激光器的实验结果。在光纤环形腔中通过引入粗波分复用器(CWDM)作为宽带滤波器,实现了中心波长在1550 nm,重复频率为2.5 GHz,谱线3 dB带宽为10.2 nm(对应的脉冲宽度为247 fs)的激光脉冲输出。此时的抽运功率为186 mW,激光器输出平均功率为1.3 mW,从而获得了能够产生飞秒脉冲的高重复频率主动锁模掺Er3 光纤激光器。     

被动锁模光纤激光器的研究进展

被动锁模光纤激光器以其结构简单和紧凑而倍受关注,是未来时分复用(OTDM)光通信系统、光传感和光探测等的理想光源.介绍了当前被动锁模光纤激光器的研究进展,分析了其工作原理、锁模方法、特点及关键技术,最后对其应用前景作了展望.     

主动锁模光纤环形孤子激光器的分析

用绝热近似法以及通过主动锁模光纤环形孤子激光器稳态锁模方程的求解,首次获得了这种激光器输出孤子脉宽的近似表达式和精确表达式,并对它们的适用范围进行了比较。     

波长可调谐光纤激光器

已成功研制了一台大功率宽调谐范围光纤激光器,利用主动锁模技术实现了光纤激光器的稳定脉冲输出。实验中调节偏振控制器到合适位置和调制器偏压为3．8V时,获得了平均输出功率2．160mW,重复率9．970754GHz,中心波长为1561．200nm的锁模脉冲输出,输出脉冲中心波长在1528．015-1571．330nm之间连续可调。     

Dual-Wavelength Mode-Locked Erbium-Doped Fiber Ring Laser Using Highly Nonlinear Fiber

We demonstrate a stable dual-wavelength actively mode-locked erbium-doped fiber laser operating at 20 GHz. A highly nonlinear fiber is used to compensate the frequency chirp caused by regular single-mode fiber in the optical cavity. Dual-wavelength pulse trains with pulsewidths $sim$1.4 ps are obtained.      

被动锁模光纤激光器的耦合输出比

基于环形腔被动锁模光纤激光器的基本原理,对影响其输出特性的关键因素--耦合输出比(R)作了理论和实验研究.理论仿真结果表明,要得到高质量的脉冲,激光器腔内增益与耦合输出比存在-最佳比值,小信号增益为7.5 dB时,耦合输出比应在30%左右.实验中取3 m长的增益光纤,分别采用5%,10%～40%和60%～90%的耦合输出比搭建环形腔被动锁模光纤激光器.实验结果对比分析表明.耦合输出比对激光器的输出特性有重要影响,R取5%～10%间时脉冲谱宽最宽(可达25.4 nm)且谱宽调谐范围较大(＞12 nm),R=10%和30%时脉冲波动幅度最小,R=70%左右时单脉冲能量最大(达3.86 nJ).另外,取R=30%,可在脉冲幅值波动较小的基础上获得最大的脉冲能量;而R=10%时为保证脉冲波动小、谱宽宽和能量大的平衡点.取3 m长的增益光纤和R=10%的激光器,获得了重复频率15.87 MHz.谱宽25.4 nm,单脉冲能量约0.52 nJ的脉冲激光,这些特性不会受到工作台振动、激光器搬动及普通温度变化等因素的影响,脉冲幅值存在约4%的波动.     

输出大啁啾脉冲的展宽脉冲锁模光纤激光器

报道了一种大啁啾脉冲输出的全光纤展宽脉冲锁模激光器,以非线性偏振旋转(NPR)实现自启动锁模。激光器其余部分为全单模光纤(SMF)结构,提供很大的正色散,光栅对提供色散补偿,输出展宽脉冲。实验中得到了重复频率36.96MHz,单脉冲能量1.81nJ的稳定锁模脉冲序列,使用频谱分析仪观测得到脉冲序列一次谐波信噪比(SNR)达到80dB。直接输出脉冲有很大的正啁啾,脉宽为2.17ps,经过腔外压缩可获得70fs的脉冲。这种能压缩到百飞秒量级的大啁啾脉冲非常适用于光纤啁啾脉冲放大(CPA)系统。     

一种可调谐的多波长布里渊掺铒光纤激光器

提出了一种可调谐多波长布里渊掺铒光纤激光器结构。利用由光环行器构成的光纤环形镜和环形腔,形成双向反馈结构,可以有效降低布里渊阈值。该激光器实现了在1513～1578nm之间超过65nm范围可调谐的激光输出。当布里渊抽运功率为15dBm(32mW),980nm抽运功率为23dBm(200mW)时获得了波长间隔为0.08nm的11个波长的激光输出。     

可调双频光纤环形腔激光器

提出了一种新型双波长掺铒光纤环形腔激光器.使用可调滤波器改变两束激光的波长差,采用由窄带滤波器和Mach-Zehnder梳状滤波器组成的多重滤波的方式来选择工作频率或者工作模式,有效地抑制相邻纵模之间的跳模现象.利用偏振烧孔效应和激光反向传播的特点大大增强了增益介质的非均匀加宽特性.实验结果表明,得到的单频单纵模双波长激光器的波长间隔可调谐范围为0.019～15 nm;两束激光的拍频信号的频率差调节至472.5 MHz时,在100 Hz～3 GHz范围内只有一个拍频信号.     

间距可控的耗散孤子分子锁模光纤激光器

通过在耗散孤子锁模光纤激光器外接入马赫增德尔干涉仪,实现了间隔可控的耗散孤子分子超短脉冲输出.马赫-曾德尔干涉仪由两个50∶50分束器和一个可调谐时间延迟线构成.通过调节时间延迟线控制马赫-曾德尔干涉仪两臂的光程差,可以实现耗散孤子分子的间距连续可调谐.实验中实现了脉冲间隔分别为0.8、1.3、2.37、4.25、6....     

哑铃形高功率全保偏大模场掺镱锁模光纤激光器

采用基于非线性光纤环形镜的哑铃形结构搭建了全光纤全保偏掺镱锁模激光器。通过使用全保偏大模场光纤、高功率光纤器件和优化的腔结构,实现了脉冲宽度在156 ps到8.1 ns范围内可调的高功率、大能量矩形耗散孤子共振脉冲输出,在最大泵浦功率22.7 W下激光器直接输出功率达到5.5 W,脉冲能量达到0.68μJ,峰值功率为84 W。得益于全保偏光纤结构,所设计的激光器具有出色的抗干扰性和稳定性。     

Mode-Locked Bi-Doped All-Fiber Laser With Chirped Fiber Bragg Grating

We demonstrate a bi-doped fiber laser with dispersion compensation provided by a linearly chirped fiber Bragg grating. Reliable self-starting mode-locking was achieved by using an InGaAsN semiconductor saturable absorber mirror. The all-fiber laser generated short optical pulses with a duration of 1.9 ps at ~ 1165 nm. The large anomalous dispersion of the fiber grating ensured operation in the soliton pulse regime. This in turn enabled us to increase the repetition rate of the output pulse train up to 100.6 MHz via harmonic mode-locking.     

注入连续光实现锁模光纤激光器的波长稳定

提出了一种实现锁模光纤激光器波长稳定的方法,即向锁模激光器腔内注入连续光,使某一组纵模在注入连续光的基础上起振。这组纵模在对增益介质的竞争中可以稳定地占据优势,从而实现激光器输出光谱的稳定。理论分析发现注入连续光会使锁模激光器纵模线宽变大,而线宽的增大将会增加进入纵模的连续光功率。在实验中对基于掺铒光纤放大器(EDFA)的主动锁模光纤激光器进行波长稳定,激光器的调制频率为10.06 GHz,观察到了良好的稳定效果。为进一步检验波长稳定的效果,对锁模光纤激光器进行波长稳定后,将其输出的光信号经过一个法布里-珀罗(F-P)滤波器,稳定地滤出了功率较高的纵模。法布里-珀罗滤波器的自由光谱区(FSR)为40.24 GHz,透射峰3 dB带宽为40 MHz。实验结果证明纵模被稳定在法布里-珀罗滤波器的透射峰范围内,纵模波长的波动小于40 MHz。     

Tunable Fiber Laser With Ultra-Narrow Linewidth Using A Tunable Phase-Shifted Chirped Fiber Grating

We experimentally demonstrate a tunable $C$ -band erbium-doped fiber ring laser with ultra-narrow linewidth using a tunable phase-shifted linearly chirped fiber Bragg grating (PS-LCFBG) as an intracavity ultra-narrowband filter. The center wavelength of the PS-LCFBG with an ultra-narrow bandwidth of ${≪}$10 pm is thermally tuned by scanning a current-controlled resistance wire along its length. The laser has an ultra-narrow linewidth of ${≪}$1.52 kHz, a tuning range of ${sim}$ 15.5 nm, a good sidemode suppression ratio of ${>}$30 dB, an output power of ${sim}$10 dBm, a small power variation of ${≪}$ 0.2 dB, and a small wavelength variation of ${≪}$0.01 nm. The laser structure is simple and cost-effective.