1.55 μm波段聚合物光波导放大器的研究

合成了铒镱共掺的三元配合物［Er1/2Yb1/2(HFA)3(TPPO)2］,并将其掺杂在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中,制备了铒镱共掺的聚合物光波导有源材料,对材料的吸收、发射特性进行了表征。在980 nm抽运光激发下,该配合物在1535 nm波长处的荧光半峰全宽为80 nm。针对该材料,建立了980 nm抽运光激发下的原子速率方程和光功率传输方程,理论计算了铒离子掺杂浓度、重叠积分因子、信号光发射截面等参数对铒镱共掺聚合物光波导放大器性能的影响。计算表明,当材料中铒离子的掺杂浓度为0.3×1020 cm-3时,在2 cm长的波导中可获得1.87 dB的光增益。     

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。     

铬镱铒共掺磷酸盐玻璃的激光性质

研究了氙灯抽运脉宽、输出耦合镜的反射率、铒玻璃工作温度以及工作重复频率对铬镱铒共掺磷酸盐玻璃激光输出能量的影响。结果表明,对于输出能量,抽运脉宽为2.3 ms(10%最大幅度间)时较好;综合考虑激光阈值和斜率效率,输出耦合镜的反射率为85%时较好。此外,如同大多数激光介质那样,铬镱铒共掺磷酸盐玻璃的激光输出能量随铒玻璃工作温度的升高和工作重复频率的增加而降低。     

双包层Yb/Er共掺光纤激光器的特性研究

对980nm抽运的双包层Yb/Er共掺光纤激光器进行了数值模拟,分析了稳态情况下光纤中上能级粒子数,抽运光功率,信号光功率沿光纤轴向的分布.计算了激光器输出功率与光纤长度的关系,激光器输出腔镜反射率与输出功率的关系.根据数值模拟的结果,采用4m长的铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,反射率为15%的双包层光纤光栅作输出腔镜组建了全光纤激光器,其斜率效率为40%.在3.4W的最大抽运功率下,得到了1.25W的激光输出,输出光谱宽度为0.49nm.     

切换式双波长激发在掺镱和铒镱共掺复合式光纤激光器中的实现

抽运旁通腔型的掺镱光纤(YDF)激光器内剩余的抽运光功率随着入射抽运功率的变化呈现出光学双稳特性,这导致了用它来抽运另一个分叉腔的铒镱共掺光纤(EYDF)增益介质可获得第二个信号波长激发的可能性。根据这一原理,从实验上获得了1040 nm和1537 nm两个激发线的可切换振荡,这表明基于掺镱光纤激光器光学双稳态的复合腔结构(掺镱光纤激光器的抽运旁通腔和铒镱共掺光纤分叉腔)是实现切换式双波长光纤激光器光源的一个简单有效的方法。     

2μm全光纤结构铥钬共掺光纤激光器

为了实现高效、全光纤化的2μm激光输出,采用中心波长为1569nm附近的级联双包层铒镱共掺光纤放大器来抽运铥钬共掺单模光纤、1550nm/2000nm波分复用器、光纤耦合器构成的环形腔全光纤激光器。当915nm LD抽运驱动电流为6.9A时,获得的最大输出激光功率为57.23mW,斜率效率约为12%,线宽约为4.5nm,阈值抽运功率约为180mW。结果表明,该光纤激光器性能可靠,其在光纤传感、激光医疗等领域将有巨大应用前景。     

高浓度掺铒/镱铒共掺硅酸盐玻璃丝的净增益测量

室温下测量了两种高浓度掺杂硅酸盐玻璃丝的净增益随抽运功率、玻璃丝长度的特性曲线,在100mW功率抽运下,掺铒质量浓度为0.19g/cm3的硅酸盐玻璃丝的单位长度净增益为1.96dB/cm,阈值功率为36mW,最佳长度为4.5cm;掺镱质量浓度为1.1g/cm3、掺铒质量浓度为0.12g/cm3的镱铒共掺硅酸盐玻璃丝,单位长度净增益为3.07dB/cm,阈值功率为28mW,最佳长度为2.5cm。结果表明,在厘米长度量级上可获得近10dB的净增益。镱铒共掺硅酸盐玻璃丝的净增益随抽运功率增长未出现饱和趋势,说明镱作为敏化剂可以改善掺铒光纤放大器的增益特性。     

铒镱共掺磷酸盐基阵列波导激光器的研究进展

简要介绍了铒镱共掺磷酸盐波导激光器发展历史,描述了铒镱离子能级结构、激光机制及其影响因素以及磷酸盐激光玻璃的特性,具体阐述了铒镱共掺磷酸盐 波导激光器阵列的研究现状、制作方法、物理结构与运作特性以及用作光纤通信光源时与分布反馈半导体激光器相比的独特优势,指出了其在未来波分复用光通信系统中的应用价值.     

基于双包层光纤光栅的掺镱双包层光纤激光器

通过求解速率方程,得到了掺镱双包层光纤激光器输出光功率和泵浦阈值功率表达式,分析了腔镜反射率、光纤长度对激光器阈值功率和输出激光功率的影响.采用相位掩模法在双包层光纤上直接写入光纤布拉格光栅,以此作为光纤激光器后腔镜,研制了稳定输出的掺镱双包层光纤激光器.试验得到了波长1 083.25 nm,线宽0.112 nm,最高输出功率1.07 W的稳定激光输出,泵浦阈值173 mW.     

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。     

全光纤型Er/Yb共掺光纤短腔激光器

报道了一种高输出功率、高斜率效率的短腔ErYb共掺杂光纤激光器。激光谐振腔由一段ErYb共掺杂单模光纤与一对布拉格反射波长相同的光纤布拉格光栅(FBG)组成。反射率为60%的光纤光栅用作光纤激光器谐振腔的输出,3dB带宽为016nm。反射率为99%的光纤光栅作为高宽带反射腔镜,同时作为抽运光输入端,3dB带宽102nm。以980nm激光二极管(LD)作抽运源进行实验。使用不同的抽运功率分别测量不同长度的ErYb共掺杂光纤,优化光纤激光器谐振腔得到的最佳长度仅为13cm。即选用13cmErYb共掺杂光纤作为增益介质来制作短腔ErYb光纤光栅激光器,最大输出功率可达11mW,输出功率稳定性<±001dB,抽运阈值功率为35mW,斜率效率为153%,测量其15522nm激光的输出光谱,25dB线宽为03nm,边模抑制比>60dB,波长稳定性为005nm。可用于密集波分复用(DWDM)系统。     

LD泵浦铒镱共掺磷酸盐玻璃被动调Q微型激光器实验研究

1.5 m LD泵浦铒玻璃被动调Q微型激光器是目前军事激光测距的研究热门,获得较高的激光单脉冲能量尤为重要。对以波长为940 nm的二极管激光器作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为调Q晶体的微型化激光器进行了实验研究。为获得LD抽运铒镱共掺磷酸盐玻璃被动调Q微型激光器的最佳能量输出条件,分析了影响LD泵浦被动调Q激光器输出单脉冲能量的因素,并对影响被动调Q微型激光器输出能量的泵浦条件,增益介质长度,输出镜反射率等参数进行了多组实验优化,最终获得了波长1.535 m,单脉冲能量113 J,脉宽6 ns,重复频率10 Hz,光束质量为1.2的稳定人眼安全激光输出。     

共掺Er3+:Yb3+磷酸盐玻璃光波导激光器的模拟

在速率方程和传输方程理论模型的基础上用有限元法和龙格一库塔(RK)算法模拟了共掺Er^2 ：Yb^3 的磷酸盐玻璃光波导激光器功率输出特性。理论分析的结果表明用长度较短的重掺杂波导并优化激光器的输出反射镜的反射率时,可以获得较高的功率输出和斜率效率,其抽运阈值也较低。     

All-fiber Based Er^3＋∶Yb^3＋ Co-doped Fiber Laser

An all-fiber based Er^3＋ ：Yb^3＋ co-doped double clad fiber laser operating at 1 550 nm is demonstrated. By using 9 m long Er^3＋ ： Yb^3＋ co-doped fiber（EYDF） as the gain medium, and using a pair of fiber Bragg gratings as wavelength filters, the line-width of the output laser is as narrow as 0.2 nm and the output power is more than 6 mW. The fluorescent effect of the laser before its emission is also studied. And it is found that the Er^3＋ ： Yb^3＋ co-doped double-clad fiber laser also exhibits a high gain for Yb^3＋ transition near 1 080 nm.     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的实验研究

通过采用长度为2m、入纤功率为1W的双包层Er3+/Yb3+共掺光纤作为增益介质所进行的双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的实验,得到了波长为1563.596nm、功率为242mW的激光输出     

Optimization of Er, Yb:YCOB for CW laser operation

The erbium and ytterbium ion concentrations in the host yttrium calcium oxaborate have been optimized for diode pumped continuous-wave (CW) laser operation using spectroscopic measurements, modeling of energy transfer and population rate equation analysis, resulting in 270 mW of CW output from a diode-pumped Er,Yb:YCOB laser.     

Er–Yb共掺磷酸盐波导激光器中的Er–Yb能量传递研究

对Er–Yb共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行理论研究,弄清Er-Yb能量传递的作用。利用重叠积分方法,对Er-Yb共掺系统的速率方程及激光器中信号光和泵浦光的传输方程进行求解,在980-nm的泵浦光作用下对光波导激光器中Er-Yb能量传递过程的影响做了详细研究,讨论了Yb-Er能量传递对激光器的增益和输出特性的影响。计算结果表明：Yb-Er能量传递对激光器的增益和输出功率的影响不明显。Yb3+离子在Er3+-Yb3+共掺系统中起化解Er3+离子“团簇”、提高泵浦效率的作用。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器稳态特性的分析

对980nm泵浦光泵浦双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器进行了数值模拟,分析了泵浦光与激光在双包层Er3+/Yb3+ 共掺光纤中的分布情况、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度与腔镜反射率对输出激光功率的影响,计算的最大斜效率为56.3%,接近于理论计算值的极限。     

Theoretical analysis of the dynamic behavior of highly-efficient erbium/ytterbium codoped fiber lasers

A numerical study of the transient behavior of single-mode Er/sup 3+//Yb/sup 3+/ codoped fiber lasers is presented. The model, based on propagation-rate equations, includes both uniform up-conversion from the /sup 4/I/sub 15/2/ and /sup 4/I/sub 9/2/ erbium levels and the pair-induced energy transfer process from ytterbium to erbium. We show that neglecting the r dependence of the operating fiber laser parameters allows accurate simulation results at minimum numerical effort. Using this numerical model, we characterize the laser relaxation oscillations and the effect of ytterbium on the dynamic behavior and stability with respect to fluctuations of the pump power. Our results confirm that the presence of Yb/sup 3+/ enhances the efficiency of the laser and show that its stability is also significantly improved.