孤子激光器动态分析

孤子激光器可以产生优良形状的超短光脉冲,一般的孤子激光器是含有均匀线宽增益介质的主激光腔与含非线性介质的光纤附加腔构成。理论分析以此三项为依据;①激光锁模,②光孤子演化,③两腔耦合。先从主腔的主动锁模激光系统获得超短脉冲,然后进入附加腔,利用光纤中相位调制与色敬互相补偿作用形成孤子。这种光孤子脉冲比主腔锁模     

呼吸脉冲锁模的光子晶体光纤飞秒激光器

报道了一种掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤(LMA-PCF)飞秒激光器。作为增益介质的光子晶体光纤的单模场面积比传统光纤高一个数量级,有效地降低了非线性系数,使激光器获得高能量输出。激光器基于线形腔结构,利用半导体可饱和吸收镜实现自启动锁模。光纤激光器利用光栅对进行腔内色散补偿,使其运转在呼吸脉冲锁模状态,即在谐振腔的零色散点附近实现锁模。当腔内净色散呈反常色散时,激光器获得了平均功率为400mW,重复频率为47MHz(对应于8.5nJ的单脉冲能量),脉冲宽度为500fs的稳定的锁模脉冲输出,经腔外色散补偿,脉冲压缩至98fs。当腔内净色散呈正常色散时,激光器输出的单脉冲能量为10.6nJ,脉冲宽度为1.76ps,经腔外色散补偿,脉冲压缩至160fs。     

大模场面积光子晶体光纤全正色散自相似锁模激光器

通过数值模拟和实验研究了一种基于大模场面积光子晶体光纤的高功率全正色散自相似锁模激光器。激光器采用长为1.9 m的掺镱双包层大模场面积光子晶体光纤作为增益介质,腔内没有引入色散图,整个激光器工作在全正色散域。激光器采用环形腔结构,利用非线性偏振旋转锁模和一个窄带高斯滤波器实现了稳定的自相似锁模运转。实验最终获得了直接输出平均功率为5 W,重复频率为72 MHz,单脉冲能量超过69 n J,脉冲宽度为1.699 ps的自相似锁模脉冲输出,经过腔外1200 line/mm的透射光栅对压缩后脉宽为84 fs。激光器可以实现自启动锁模,光束质量因子M2为1.41。     

主被动锁模Nd∶YLF激光器

在脉冲抽运主动锁模Nd∶YLF激光器中 ,用倍频晶体CLBO和双色镜构成的非线性镜取代输出镜 ,实现了主被动锁模 ,与纯主动锁模相比 ,脉冲宽度压缩了 8倍 ,获得了 15ps的锁模脉冲     

主被动锁模Nd:YLF激光器

在脉冲抽运主动锁模Nd:YLF激光器中,用倍频晶体CLBO和双色镜构成的非线性镜取代输出镜,实现了主被动锁模,与纯主动锁模相比,脉冲宽度压缩了8倍,获得了15 ps的锁模脉冲.     

超短脉冲掺Yb3+光纤激光器实验研究

报道了使用976nm半导体激光器作为抽运源。以掺Yb^3 光纤作增益介质构成环形腔激光器产生超短脉冲的实验研究。在腔体净群速度色散为正的掺Yb^3 光纤环形腔激光器中，采用非线性偏振旋转的相加脉冲锁模技术。通过调节偏振控制器的方向和减少腔内损耗，实现稳定的锁模运转。用示波器观察光纤激光器在时域的输出特性，在抽运光一定的情况下，随着光偏振状态的变化，光纤激光器锁模激光的变化呈现稳定和不稳定两个区域。在不稳定锁模区域，激光为不规则的脉冲。通过仔细调节光纤偏振控制器的位置，当光纤偏振控制器在某一适当位置时。激光器工作在稳定的锁模区域。获得最大功率为9．46mW，脉冲激光光谱宽度为10nm．脉冲的重复频率为15．4MHz。     

基于微结构光纤的光纤环激光器

报道了一种基于微结构光纤(MF)的光纤环激光器.通过微调控制信号的频率,激光器实现了稳定的锁模状态,在C波段获得了重复频率为10 GHz、宽度小于8ps的相干光脉冲输出.在该激光器中,采用了掺Er光纤放大器(EDFA)作为腔内增益介质,并使用了25 m长、具有反常色散和高非线性的MF作为脉冲压缩介质.通过调整腔内的带通滤波器中心频率可以实现对工作波长的连续调谐,因此该激光器可作为波分复用(WDM)系统的可调谐光源.     

非线性偏振旋转锁模Yb3+光纤激光器的理论分析

本文对非线性偏振旋转锁模Yb~(3 )光纤激光器进行了理论分析,通过数值模拟方法证明,采用非线性偏振旋转的锁模机制,利用掺Yb~(3 )光纤工作在正色散区的特性,在掺Yb~(3 )光纤组成的环形腔激光器中,可形成能量较大的光脉冲。对该脉冲在腔外进行压缩,可得到高能量的超短光源。     

Cr4+:YAG激光器增益介质的非线性效应对振荡脉冲的影响

Cr4+:YAG晶体具有独特的增益特性和非线性特性，从Cr4+:YAG激光器的传播方程出发讨论了晶体的非线性效应对激光脉冲的影响，由于激光晶体的非线性效应Cr4+∶YAG激光器可以在不存在其他锁模器件情形下自锁模，并使激光脉冲出现频率啁啾，在激光器腔内进行色散补偿并使色散与非线性效应达到平衡时腔内可形成孤子脉冲，成为一种孤子源。     

自启动低噪声光纤孤子激光器

自启动低噪声光纤孤子激光器基于有源光纤增益介质并产生亚皮秒至皮秒脉冲的各种自启动被动锁模激光器已被实验证实。这些激光器的运转要求激光器腔内有某种形式的非线性机制，以获得脉冲运行。最普通的非线性机制是非线性放大环路反射镜［’·’｝或偏振旋光系统［３］。...     

Cr4+:YAG激光介质的非线性效应对振荡脉冲的影响

Cr4 :YAG晶体具有独特的增益特性和非线性特性,从Cr4 :YAG激光器的传播方程出发讨论了晶体的非线性效应对激光脉冲的影响,由于激光晶体的非线性效应Cr4 :YAG激光器可以在不存在其他锁模器件情形下自锁模,并使激光脉冲出现频率啁啾,在激光器腔内进行色散补偿并使色散与非线性效应达到平衡时腔内可形成孤子脉冲,成为一种孤子源.     

Nd:YVO4自锁模皮秒激光器

设计并研究了Nd:YVO4自锁模皮秒激光器,探究了激光器的最佳锁模条件。观察并分析了自锁模皮秒激光器准周期锁模、倍周期锁模状态,研究并测量了结构紧凑的直腔自锁模激光器的输出特性。谐振腔为凹平直腔,Nd:YVO4晶体作为激光增益介质和克尔介质,在未加其他锁模元件的情况下,实现了1 064 nm高效率连续锁模脉冲激光输出。晶体距输入镜16 mm、腔长为90 mm时,对1 064 nm透过率分别为10%、20%、30%和50%的四种输出镜下激光器的输出特性进行了对比分析。对激光器进行优化设计,输出镜透过率为10%,泵浦功率为8 W时,激光器输出功率为2.76 W,斜效率高达43.2%,锁模脉冲重复频率为1.43 GHz,激光器实现了高效、稳定的连续锁模。     

双波长可切换方波类噪声锁模线形光纤激光器

采用非线性偏振旋转锁模技术,在线形腔光纤激光器获得双波长可切换方波类噪声锁模。通过调节腔参数,激光器在波长1530 nm和1563 nm处分别获得可切换单波长方波类噪声锁模,最大脉冲宽度分别为12 ns和26 ns,腔内最大的脉冲能量分别可达14.7 nJ和45.6 nJ。此外激光器还可在这两波长处实现双波长类噪声锁模,锁模脉冲呈阶梯形,最大脉宽为5 ns,阶梯形脉冲的产生主要源于不同中心波长处的方波脉冲叠加。实验结果有助于进一步理解线形腔光纤激光器中方波类噪声的产生机理和特性,并为多波长高能量光源的设计提供参考。     

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。     

双SESAM被动锁模超短脉冲光纤激光器

针对基于半导体可饱和吸收体（Semiconductor Saturable Absorber Mirror,SESAM）被动锁模光纤激光器脉冲底座宽和脉冲能量小的问题展开研究,设计了一种线型腔结构的双SESAM锁模超短脉冲光纤激光器。首先,通过增加SESAM个数的方式使得光脉冲在谐振腔中的一个振荡周期内多次经过可饱和吸收体,有效增加了可饱和吸收体对光脉冲前后沿的吸收,抑制了因泵浦功率过大而产生的调Q锁模效应,有助于压缩脉冲宽度、提高单脉冲能量,摆脱了因SESAM调制深度较低而对压缩脉冲宽度和提高单脉冲能量造成的限制。其次,通过在系统中引入一段正色散光纤,降低了因峰值功率过高而引起的非线性效应,进一步提高了脉冲能量。最后,在相同调制深度及饱和通量条件下,与单SESAM锁模相比,双SESAM锁模光纤激光器输出脉冲宽度由693 fs降低到449 fs,缩短了35.2%,脉冲能量由2.92 nJ提高到5.31 nJ,上升45%。     

基于色散控制的主动锁模掺镱光纤激光器设计

设计了一种基于色散控制的相位调制锁模掺镱光纤激光器。针对相位调制锁模中模式跳变现象,基于非线性薛定谔方程,建立了光脉冲在光纤激光器系统中演变的数学模型,通过数值仿真研究了色散对脉冲稳定性的影响。在光纤环形腔中加入光子晶体光纤实现色散补偿,解决了输出脉冲在两个相位差为π的模式间跳变引起的不稳定问题。在稳定锁模的前提下,进一步分析了激光器关键参数（非线性系数、小信号增益系数、调制频率和调制深度）对输出脉冲时域特性的影响。结果表明,在腔内平均色散为－19 ps2／km 时,激光器工作在稳定锁模区域,产生重复频率4．918 GHz,脉宽2．54 ps 的锁模脉冲,这对于后续实验中的优化设计具有指导性意义。     

调Q锁模类噪声方波脉冲掺铒光纤激光器

对基于非线性偏振旋转技术的L波段掺铒被动锁模光纤激光器中产生调Q锁模类噪声方波脉冲进行了实验研究。该类型脉冲中调Q包络内部包含的脉冲是基频方波,通过自相关迹证实该方波为类噪声脉冲。为了容易实现类噪声方波脉冲输出,将一段250 m普通单模光纤引进激光腔内。适当调节腔内的偏振控制器和泵浦功率,获得了基频为778.21 kHz的连续波锁模类噪声方波脉冲和由3.81 kHz可调谐到9.01 kHz的重复频率,单个调Q包络最高能量为1.06 J的调Q锁模类噪声方波脉冲。研究结果有利于进一步理解被动锁模光纤激光器中类噪声脉冲和调Q锁模的机理和特性。     

1975年美国激光工程和应用会议技术报告摘要选辑

1.3 Nd:YAC激光泵浦的一种同步锁模染料激光器的非线性混频,放大和微微秒脉冲的产生利用锁模激光器泵浦的染料激光器,可产生与泵浦脉冲时间同步的极短脉冲。本文介绍利用条纹照相机进行的微微秒脉冲形成的研究。这是一种同步锁模染料激光器,用被动锁模Nd:YAG倍频激光器泵浦。利用光源的同步性质,并通过非线性方法,就可以制成高增益的短脉冲染料放大器,获得可调波长(紫外和红外)的超短(微微秒级)     

基于色散控制的全光纤掺镱被动锁模激光器的设计与仿真

设计了一种能够输出超短脉冲作为激光种子源的全光纤掺镱被动锁模光纤激光器,并对其进行了数值仿真。为了得到满足设计要求的超短脉冲,使用了被动锁模技术和色散补偿技术。利用非线性偏振旋转技术实现被动锁模,并在环形腔中引入全固态光子带隙光纤对腔中的正色散进行补偿。通过仿真及优化,获得了脉宽为0.7 ps,能量为0.89 nJ 的脉冲序列。仿真结果表明,使用被动锁模技术和色散补偿技术有利于得到满足作为激光种子源设计要求的超短脉冲。     

超宽光谱类噪声脉冲光纤激光器

报道了一种全光纤超宽带光谱的类噪声脉冲锁模光纤激光器。为了加宽锁模光谱,利用腔内色散管理和非线性技术,使在58m腔内具有小的反常色散,平均色散系数为0.12 ps/nm/km。实验获得了超过1300nm--1750nm超宽带光谱锁模类噪声脉冲,光谱20-dB带宽达到362nm,3-dB带宽达到102nm。类噪声脉冲的光谱宽度远超过掺铒光纤的增益带宽。