48 fs,108 MHz色散管理孤子掺Er3+光纤激光器

提出了一种基于商售光纤构建的适用于精密光谱光频梳应用的100 MHz重复频率色散管理孤子光纤激光器的设计方案.通过采用低负色散光纤调控重复频率、高正色散光纤增大腔内脉冲呼吸比,构建了重复频率为108 MHz、中心波长为1550 nm的基于正色散掺铒光纤的色散管理孤子光纤激光器,该激光器腔内净色散为-0.0023 ps2,直接输出脉冲宽度为70 fs,经光纤压缩后脉冲宽度为48 fs,且脉冲中心波长处在1550 nm.     

Cr4+∶YAG激光器中产生孤子脉冲的理论分析

为了寻找理想的光纤低损耗区进行光孤子通信的孤子源,根据脉冲在Cr4 ∶YAG激光器里传播特性获得了带微扰的非线性薛定谔方程,系统分析了腔内色散、增益、损耗、非线性效应等对基态孤子脉冲的影响以及Cr4 ∶YAG激光器腔结构与锁模基态孤子脉冲参数的相互关系,证明在Cr4 ∶YAG激光器中能够产生基态孤子脉冲,Cr4 ∶YAG激光器可作为光孤子通信系统的孤子源。     

Cr^4＋：YAG激光器中产生孤子脉冲的理论分析

为了寻找理想的光纤低损耗区进行光孤子通信的孤子源，根据脉冲在Cr^4＋：YAG激光器里传播特性获得了带微扰的非线性薛定谔方程，系统分析了腔内色散、增益、损耗、非线性效应等对基态孤子脉冲的影响以及Cr^4＋：YAG激光器腔结构与锁模基态孤子脉冲参数的相互关系，证明在Cr^4＋：YAG激光器中能够产生基态孤子脉冲，Cr^4＋：YAG激光器可作为光孤子通信系统的孤子源。     

色散位移光纤中孤子色散管理传输特性研究

从描述光纤中孤子脉冲演化的非线性薛定谔(NLS)方程出发,得到了色散位移光纤中孤子色散管理传输的基本方程.利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解,研究了色散管理孤子(DMS)在色散位移光纤中的演化特性.结果表明,孤子在周期性搭配具有相反色散性质的色散位移光纤中传输,无论是进行密集色散管理还是经典色散管理,都可以有效地抑制孤子间的相互作用,使得孤子的传输演化特性得到改善,从而提高信息传输的比特率.     

色散管理光纤激光器中束缚态孤子动力学演化特性

光孤子脉冲在光纤中传输时由于复杂的非线性相互作用可以形成稳定的孤子束缚态形式,脉冲间的相位关系变化揭示出非线性系统中孤子丰富的动力学特性。通过金兹堡朗道方程描述光孤子在光纤激光器中的传输规律,数值分析了色散管理光纤激光器中系统参量对于束缚态孤子相位突变的影响。研究发现,光纤激光器在相空间中存在多种形式的孤子束缚态,系统的初始状态对于孤子最终状态的演化具有重要的影响。数值分析表明:激光器系统泵浦强度的变化,不仅导致孤子脉冲时间间距的变化,也会导致孤子束缚态的相位差,这对于深入了解光纤中光孤子的动力学过程具有重要的研究意义。     

光纤激光器中两种孤子形成机制的实验研究

光纤激光器中具有两种孤子形成机制,一种是光纤非线性效应与腔色散的相互作用,另一种是增益饱和与增益色散的相互作用。从实验上研究了当腔的净色散为负或为正时,输出脉冲分别具有传统孤子或增益导引孤子的特性,而当腔的净色散为零时,两种形成机制共同作用于孤子。锁模脉冲的特性依赖于腔的色散、光纤的非线性效应、增益饱和与增益色散间的相互作用与竞争。     

Cr4+∶YAG激光器中产生孤子脉冲的理论分析

为了寻找理想的光纤低损耗区进行光孤子通信的孤子源,根据脉冲在Cr4+ ∶ YAG激光器里传播特性获得了带微扰的非线性薛定谔方程,系统分析了腔内色散、增益、损耗、非线性效应等对基态孤子脉冲的影响以及Cr4+ ∶ YAG激光器腔结构与锁模基态孤子脉冲参数的相互关系,证明在Cr4+ ∶ YAG激光器中能够产生基态孤子脉冲,Cr4+ ∶ YAG激光器可作为光孤子通信系统的孤子源.     

色散指数缓变光纤中非线性薛定谔方程的基本孤子解

用守恒量扰动法获得了色散指数缓变光纤中含三阶色激的非线性薛定谔方程的基本孤子解。理论分析了色散指数级变光纤中光孤子的传输特性，发现三阶色散使光孤子产生时间漂移，漂移量与色散变化率有关。     

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。     

色散管理和非线性管理控制光孤子群的传输

从描述光孤子传输的非线性薛定谔(NLS)方程出发,给出了色散管理和非线性管理的光孤子的传输方程,利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解,模拟研究了色散管理和非线性管理控制光孤子在光纤中的传输演化特性。结果表明,只有色散管理控制光孤子群在光纤中的传输,随着传输距离增加,孤子间的相互作用逐渐加剧,如色散管理和非线性管理同时控制光孤子群在光纤中的传输,可极大地抑制孤子间的相互作用,且随着距离增加相邻孤子间的作用几乎不变,这一结果可应用于光孤子群远距离的传输。     

用半导体激光器超高速电光采样技术测量微波信号

利用半导体激光器作为采样光源的超高速电光采样测试系统(时间分辨率最高可达16.7ps,电压灵敏度为0.26mVHz~(-1/2)).测量了1～5GHz的微波信号和同轴电缆传输线的色散展宽.     

色散和非线性对新型三激光器混沌通信系统的影响

通过分步傅里叶算法对光纤传输模型——非线性薛定谔方程进行求解,研究光纤的色散和非线性对新型闭环双向三激光器混沌保密通信系统的影响。分析了在色散、非线性以及色散和非线性共同作用下,光纤传输距离对混沌信号和解调信息质量的影响。结果表明:随着传输距离增加,色散导致混沌信号展宽,展宽比率也随之增大;混沌信号同步性逐渐变差,导致解调信息质量变差。非线性不影响混沌信号的时域波形,但非线性与色散的共同作用,导致混沌信号迅速变化,混沌信号同步性迅速变差,使解调信息质量急剧恶化。     

Tunable organic dye lasers: Physics and technology of high-performance liquid and solid-state narrow-linewidth oscillators

Tunable organic dye lasers, usually referred simply as dye lasers, were the first broadly tunable lasers. Besides this awesome intrinsic feature, dye lasers emit directly in the visible spectrum and in their liquid state are uniquely suited to efficiently generate large pulsed average powers and large single-pulse energies. Other aspects of operational versatility include the ability to lase in the continuous wave (CW) regime and in the femtosecond-pulse regime. Consequently, organic dye lasers have served as pioneering vehicles for the development of essential laser physics. This is particularly true in the areas of tunable narrow-linewidth emission and femtosecond-laser emission. In this review we examine the essentials of cavity dispersion physics that make these emission modes possible, characteristics that have enabled a plethora of very successful and innovative applications. This review also examines developments in highly-efficient tunable single-longitudinal-mode organic solid-state dye lasers. A perspective on possible future trends, including miniature devices, is also provided.     

时间拉伸色散傅里叶变换在被动锁模光纤激光器研究中的应用

时间拉伸色散傅里叶变换(TS-DFT)技术推动了锁模激光器中瞬态现象的研究,对于揭示复杂系统中的耗散动力学过程具有重要意义。介绍了TS-DFT技术的基本原理及其在数据采集和数据处理中存在的关键问题,总结了TS-DFT技术在被动锁模光纤激光器的类噪声脉冲与怪波、孤子爆炸、孤子束缚态、锁模自启动和矢量孤子等各类超快现象研究中的应用。     

红外波段全固态单频激光器研究进展

红外波段的全固态单频激光器在民用和军用领域都具有重要应用价值,是全固态激光器的重要发展方向之一.概述了实现全固态单频激光器的主要技术手段和典型的工作原理,总结了1.064m,1.5m～1.6m和2m波段红外全固态单频激光器的主要研究方向和国内外研究进展,分析对比了各波段全固态单频激光器的主要实验方法的优缺点,最后对未来全固态单频激光器的发展前景进行了分析和展望.     

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。     

固体激光器中色散与自相位调制对脉冲的影响

为研究群时延色散与自相位调制对被动锁模固体激光器输出脉冲的影响,数值求解了描述激光器动力学的Haus主方程。采用饱和吸收体的快饱和模型,分析了群时延色散与自相位调制相互平衡和二者共同作用时的两种条件下,脉冲在腔内的演化。结果表明,后一种情况可以使固体激光器产生更短更稳定的光脉冲。     

窄线宽半导体激光器件

分布反馈半导体激光器的线宽一般较大,难以满足光纤传感等领域的要求。根据C.H. Henry于1982年提出的半导体激光器的线宽理论,通过适当设计DFB半导体激光器的腔长、耦合系数、微分增益、光限制因子,能有效地减小激光器的线宽。同时,空间烧孔现象也可限制DFB半导体激光器的线宽,为此需要合理设计光栅结构。在此基础上,DFB激光器的线宽能达到几十千赫兹的量级。此外,采用DBR结构或者外腔结构,也可以获得相当窄的线宽。     

全固态黄色激光器及其相关材料的研究与发展

黄色光源的广泛应用掀起了人们对LD抽运全固态黄色激光器的研究热潮。本文在参考国内外大量文献的基础上,介绍了黄色激光材料的发展现状,系统总结了全固态黄色激光器的研究和发展,重点介绍了其实现技术路线并对之进行了比较。最后分析了今后可能实现的途径,指出了发展全固态黄色激光器的当前可能性。     

Invited paper: Short pulse generation in mid-IR fiber lasers

Mode-locked fiber lasers emitting short pulses of light at wavelengths of 2 μm and longer are reviewed. Rare-earth doped silica and fluoride fiber lasers operating in the mode-locked regime in the mid-IR (2–5 μm) have attracted attention due to their usefulness to spectroscopy, nonlinear optics, laser surgery, remote sensing and ranging to name a few. While silica fiber lasers are fundamentally limited to emission wavelengths below 2.2 μm, fluoride fiber lasers can reach to nearly 4 μm. The relative infancy of fluoride fibers as compared to silica fibers means the field has work to do to translate the mode-locking techniques to systems beyond 2 μm. However, with the recent demonstration of a stable, mode-locked 3 μm fiber laser, the possibility of achieving high performance 3 μm class mode-locked fiber lasers looks promising.