光子晶体光纤在飞秒激光技术中的应用

简要介绍了光子晶体光纤的基本结构、导光机制和主要特性,系统综述了光子晶体光纤在锁模光纤激光器的色散补偿和偏振控制、飞秒激光脉冲的压缩、飞秒激光脉冲的光谱变换,以及飞秒激光器的频率转换等激光技术中的应用研究进展.     

工业加工用飞秒激光器的研究动向

1 引言 早在1974年,利用染料锁模的亚皮秒激光器就已问世,在20世纪80年代前半期实现了27fs脉冲.然而,由于染料激光器存在着稳定性和维修性等方面的问题,因此只能供部分从事激光研究的科技人员使用.1985年,科技人员开发了啁啾脉冲放大技术,并将其与钛宝石激光器那样的具有较宽增益频带的激光工作物质相结合,获得了高功率的飞秒激光.从20世纪90年代前后开始,用这种飞秒激光器作光源的高强度光物理学和在工程方面的应用便成为科学研究的热点课题.     

超快激光技术研究进展——记天津大学超快激光研究室

编者按: 天津大学超快激光研究室位于天津大学敬业湖畔的北洋科学楼内,隶属于精密仪器与光电子工程学院,始建于飞秒激光诞生的20世纪80年代初.20多年来,该研究室在学术带头人王清月教授的领导下,一直跟踪超快激光的前沿领域,完成了脉冲碰撞锁模染料激光器、飞秒掺钛蓝宝石自锁模激光器等多项研究课题,取得了一系列重大科研成果,多次获得国家级和省部级科技进步奖等多项表彰.     

日本研发88fs全光纤锁模激光器

超短脉冲激光器在科研领域有着举足轻重的地位．目前钛宝石飞秒激光器已经十分成熟。其锁模脉冲宽度可以达到几个飞秒。近年来,其他激光晶体,特别是掺Yb类晶体的飞秒锁模也取得了十分显著的成果。相比而言,光纤飞秒锁模激光器报道不多．且其脉宽一般较宽。     

飞秒脉冲孤子光纤激光器

飞秒脉冲光纤激光器是目前激光技术研究领域中最具活力的研究课题之一,其产生的飞秒脉冲可用于高速大容量波分复用(wDM)、时分复用(TDM)光纤通信系统和作为传感光源等,有着巨大的应用前景.掺杂光纤作为光纤激光器增益介质的研究始于20世纪60年代.自从20世纪80年代低损耗掺铒光纤研制成功以后,由于其在1.55μm附近的激射波长落在光纤低损耗窗口,掺铒光纤激光器倍受关注.     

超短脉冲光纤激光器工作原理及其测量

简要阐述了飞秒光纤激光器的基本概念，分析了锁模技术的原理。结合被动锁模光纤激光器的基本构成，描述飞秒脉冲的产生过程。此外，还对飞秒脉冲测量作了介绍。     

钛宝石激光飞秒和皮秒脉冲的三种工作模式

在双光束泵浦的钛宝石激光器中,实现了飞秒和皮秒脉冲的独立自锁模、交叉锁模和多脉冲3种工作模式,分析了飞秒和皮秒激光腔内的群速弥散(GVD)、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、增益竞争和自振幅调制(SAM)。结果表明:独立自锁模工作模式下,GVD和SPM决定了自锁模激光脉冲的特性;交叉锁模工作模式下,飞秒和皮秒脉冲具有很高的同步性,脉冲间的抖动为517 fs,飞秒和皮秒激光腔的调谐范围分别为36nm和22 nm;多脉冲工作模式下,飞秒脉冲仍然是单脉冲,而皮秒脉冲分裂为3个次脉冲,间隔为426 fs。     

高次谐波锁模飞秒掺镱光纤激光器的噪声情况

高重复频率的飞秒激光在高速激光测距和三维成像等领域有着非常重要的作用。其中基于飞秒光纤激光器的高次谐波锁模是获得GHz量级以上高重复频率脉冲的重要手段之一。基于含腔内光栅对色散补偿的非线性偏振旋转（NPR）锁模的掺镱（Yb）光纤激光器,在180 mW泵浦光时获得了稳定的143 MHz基频锁模脉冲序列,当泵浦光功率升至1 W时获得了最高20次谐波（2.86 GHz）锁模脉冲序列输出。系统地对比研究了基频锁模与高次谐锁模状态下,脉冲重复频率精密锁定后的艾伦偏差和相位噪声,7次谐波锁模状态下重复频率锁定精度能够保持在10?13 Hz@1 s的稳定度,为高次谐波锁模飞秒激光脉冲序列用于精密测量提供了实验依据。     

高能量飞秒脉冲掺Er3 光纤激光器

为了从反常色散光纤构成的飞秒锁模掺Er^3＋光纤（EDF）激光器获得高能量锁模脉冲，提出了采用集总放大器和高损耗耦合输出器有机组合的办法来设计激光器腔体。实验结果表明，该方法能有效地减小降低腔内脉冲能量周期性波动，抑制频谱边带幅度，提高飞秒脉冲高能量及其频谱宽度。采用非线性偏振旋转机制进行锁模，成功获得谱线宽度为18．0nm、重复速率为14．0MHz、脉冲宽度约200fs、单脉冲能量超过1nJ稳定锁模光脉冲，并且激光器自启动锁模泵浦阈值小于20mW。     

飞秒脉冲激光振荡器的开发现状

1　前言超短光脉冲的产生是激光器的特长之一 ,从 6 0年代起开发的纳秒、皮秒光脉冲已被运用于从基础研究到应用的各个领域。近几年 ,在皮秒、亚皮秒领域开展使用光纤激光器、半导体激光器通信和计测的系统化研究。关于脉冲的超短化方面 ,由于在许多激光器上都得到 1 0 - 1 3 s以下即所谓飞秒领域 ( 1 0 0fs以下 )的光脉冲 ,最近在各个领域的应用特别引人注目。最初得到飞秒领域光脉冲的是有机染料激光器 [1～ 3] ,到了 90年代 ,由于以Ti3 ∶蓝宝石激光器为代表的宽频带可调谐固体激光锁模技术的飞速发展 ,以至激光专家以外的人也能容易地…     

氧化石墨烯锁模飞秒掺铒光纤激光器

被动锁模超短脉冲掺铒光纤激光器由于结构紧凑、性能稳定、光束质量好以及人眼安全等特性,被广泛应用于光纤通信、光电传感、生物医学以及材料加工等众多领域。本课题组实现了新型可饱和吸收材料——氧化石墨烯被动锁模的飞秒掺铒光纤激光器。近年来,石墨烯由于其独特的非线性光学特性以及价格低廉、制备简单等优势成为超短脉冲激光     

二极管抽运全固态飞秒Yb激光振荡器

二极管抽运的全固态锁模Yb激光器能够在1μm附近输出高平均功率窄脉冲宽度的飞秒激光,在超快非线性频率变换、飞秒光学频率梳、超快光谱学等领域具有重要应用。利用被动锁模技术和克尔透镜锁模技术,人们在一系列新型Yb掺杂激光介质中实现了飞秒锁模激光运转。介绍了近年来在二极管抽运全固态飞秒Yb激光器的研究进展,并展望了进一步提高输出功率和缩短脉冲宽度的技术途径及发展前景。     

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。     

超快光纤激光器提供灵活解决方案

利用超快光纤激光器产生皮秒或飞秒光脉冲是当今世界最活跃的研究领域之一.尽管人们已经成功研制出了利用超快锁模激光器产生皮秒和飞秒光脉冲的技术,但这项技术仍局限于实验室和高端应用.     

高重复率全光纤被动锁模飞秒激光产生研究

报道了高重复频率全光纤被动锁模飞秒激光产生的实验研究,采用全光纤环形腔结构和非线性偏振旋转可饱和吸收被动锁模机理实现了100MHz级掺铒光纤锁模飞秒激光的稳定运转,最高重复频率为99.91MHz,光谱带宽为25nm,中心波长为1570nm,脉宽最短为194fs,实验同时研究了在不同重复频率下的全光纤被动锁模激光器运转动力学特性。研究为高重复频率飞秒光纤激光器在光频梳产生技术中的应用提供了高集成、高稳定超快光源技术途径。     

钛宝石激光器的多模式运转

在一台双光束泵浦的钛宝石激光器中实现了可调谐连续输出、独立自锁模、交叉锁模和多脉冲模运转式。分析了可调谐连续输出模式下两个激光腔的增益竞争,研究了飞秒和皮秒激光腔内的群速弥散、自相位调制、交叉相位调制以及自振幅调制。结果表明,可调谐连续输出模式下两个激光腔的输出主要取决于泵浦激光的功率,独立自锁模工作模式下,群速弥散和自相位调制决定了自锁模的稳定性;交叉锁模工作模式下,交叉相位调制是影响飞秒和皮秒脉冲之间同步性的主要因素。多脉冲工作模式下,脉冲自相关曲线的测量结果表明,飞秒脉冲仍然是单脉冲,而皮秒脉冲分裂为3个次脉冲。     

78fs全光纤环形腔被动锁模飞秒激光器

为满足全光采样系统对低时域抖动、窄脉冲宽度和高重复频率飞秒光纤激光器的需求,结合数值仿真,在实验的基础上利用非线性偏振旋转锁模原理,初步实现了自由运转被动锁模掺铒飞秒光纤激光器,激光器锁模输出脉冲的基本重复频率为6.028 MHz,平均输出功率为1.07mW,中心波长为l 570.3 nm,光谱宽度为33.2 nm,理...     

透射式SESAM实现掺Yb3+光纤激光器被动调Q锁模

锁模光纤激光器具有体积小、性能稳定及模式好等优点，日益受到关注。利用一种新型的透过式半导体可饱和吸收镜，实现双包层掺Yb^3＋光纤激光器调Q锁模脉冲激光输出。得到的脉冲调Q包络半高宽约500ns，重复频率110kHz，平均输出功率45mW，锁模脉冲重复频率26．7MHz。锁模光路比反射式吸收镜更简单，易于调节，为进一步引入色散补偿元件进行飞秒脉冲的实验研究奠定了基础。     

飞秒光纤激光器的发展及其工业应用

1引言 自超短脉冲光学问世以来,已经历了约25年的发展历程,飞秒激光器现已在工业加工中得到应用. 飞秒光纤激光器利用支撑光通信发展的光纤技术实现了集成化,使超小型激光器达到了高可靠性.最新研制的系统巧妙地利用光纤中的非线性现象,使其脉冲能量接近以往利用再生放大和盘形激光技术的固体激光器的能量.这种飞秒脉冲光纤激光器有望应用于超微细加工领域.目前,光纤单模传输技术的开发已取得进展,更高能量、更高功率的光纤激光器不久将展现在人们的面前.     

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。