增益开关型四能级激光器的时间特性分析

从四能级系统的速率方程出发 ,结合实际的物理条件 ,针对极短脉冲 (10 ns)泵浦下增益开关型激光器的时间特性建立了一个简洁模型 ,得到了输出脉冲的建立时间和脉冲宽度与泵浦能量及能量密度之间的解析关系式 ,并结合实验分析了模型的合理性。     

增益开关型微片激光器的时间特性

从速率方程出发,采用在直流抽运上叠加脉冲抽运的方式,建立激光二极管(LD)抽运的增益开关型Nd∶YVO4微片激光器的数学模型,并给出不同抽运条件下输出脉冲的时间特性。数值研究结果表明,当直流抽运速率、脉冲抽运速率和抽运脉宽的变化量在10%以内时,输出脉宽变化不大,而脉冲个数变化较大且与抽运参数呈非线性单调递增关系。利用建立的实验装置,测量了在不同激光二极管驱动电流和调制脉宽时输出脉冲的时间特性,发现驱动电流的增幅在10%以内时,输出脉宽变化小于5%,但输出脉冲个数增加较为明显,且实验结果与数值模拟结果相符。     

可调谐双波长低抖动增益开关光脉冲的产生

提出了一种产生可调谐双波长低抖动超短光脉冲的新方法。采用外光注入法来降低增益开关F-P激光脉冲的时间抖动,实现了脉冲光谱的双波长可调谐输出。实验中利用两个多量子阱DFB激光器作为外部种子光源,通过温度控制和偏振态调节使外部种子光有效地耦合到增益开关F-P激光器中,输出的光脉冲时间抖动(均方根)从2.57ps降低至1.06ps,双波长的边模抑制比可达25dB。通过改变DFB激光器和F-P激光器的工作温度,可实现波长从1540nm到1560nm的可调谐输出。     

低能量抽运的增益开关型Cr4+:Mg2SiO4激光器

为了研究低能量的1.06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr4+:Mg2SiO4激光器,对该激光器的速率方程进行数值求解,并选取合适的初始条件,得到输出的1.22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系,理论计算与实验研究结果基本符合。当抽运激光脉冲的能量为45mJ、脉冲宽度为30ns时,激光器输出的1.22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7mJ和8.2ns。输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1/4,光-光转换效率为15.5%。数值计算和实验研究结果均表明,在低能量抽运情况下,激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小。     

高重复频率的增益开关Nd3+:YVO4+KTP绿光激光器

为了设计一种可连续和脉冲双模式输出的绿光激光器,采用一只半导体激光器端面抽运Nd3+:YVO4+KTP胶合晶体,通过腔内倍频,获得光-光转换效率为19%的连续绿光激光输出.利用增益开关技术,改变注入激光器的电脉冲波形,可得到方波、正弦波或三角波的绿光激光脉冲输出;调节激光器驱动电流的幅度和占空比可改变输出激光脉冲的强度和脉宽;改变驱动电源的重复频率可以使输出绿光激光脉冲的重复频率连续可调,最大重复频率可达2MHz.在重复频率为560kHz时,获得了输出绿光激光脉冲宽度为74ns、峰值功率为285mW、振幅噪声小于%.研究表明,利用增益开关技术可以获得重复频率和窄脉冲宽度的绿光激光脉冲.     

基于半导体激光器的皮秒非接触电光采样系统

建立了基于增益开关半导体激光器的非接触电光采样系统。利用电光晶体的Ｐｏｃｋｅｌｓ效应．以ＬｉＴａＯ３晶体制做成微小的电场传感器，对梳状波信号进行了测试。实验结果与取样示波器测得结果相符。系统的时间分辨率为２５ｐｓ．最小可测电压为２０ｍＶ。     

高消光比超短脉冲产生的实验研究

实验研究了一种高消光比短脉冲的产生技术。利用色散补偿光纤线性压缩由增益开关分布反馈激光器出射的光脉冲。而后利用电吸收调制器的非线性吸收特性同步调制光脉冲。利用这种方法在实验上产生了重复频率为10GHz，脉宽为10．4ps，抖动小，高消光比，无基座的短脉冲。此种技术可以应用于40Gbit／s的光时分复用系统中，同时也说明电吸收调制器具有同号脉冲整形功能。     

10 GHz超连续脉冲光子源的实验研究

利用增益开关(GS)DFB半导体激光器(LD)作初始抽运源,在4．2km左右的普通色散位移光纤(DSF)中获得了10GHz、120nm以上的超连续(SC)谱脉冲。实验研究了抽运光脉冲峰值功率和光纤零色散波长对SC谱宽度的影响,同时还利用0．4nm带宽的可调谐滤波器对从SC谱中滤出脉冲的特性进行了研究。     

增益开关半导体激光器的三级脉冲整形方案

增益开关半导体激光器产生的光脉冲宽度往往较宽,且具有一定大小的脉冲基座。为了提高增益开关半导体激光器的脉冲质量,提出了一种三级脉冲整形方案。首先,利用色散补偿光纤将增益开关半导体激光器输出的光脉冲宽度从39.381 ps压缩到26.681 ps,随后利用掺铒光纤放大器和色散位移光纤的高阶孤子效应进一步将光脉冲的宽度压缩到20.916 ps,最后利用半导体光放大器的自相位调制效应区分开脉冲基座与脉冲中心的光谱,并利用光滤波器滤除脉冲基座对应的光谱部分,从而消减脉冲基座,并将脉冲宽度压缩到18.497 ps。实验结果表明,该三级脉冲整形方案可以有效地压缩脉冲宽度以及减小脉冲基座,从而提高增益开关半导体激光器输出光脉冲的质量。     

基于增益开关LD的高功率脉冲光纤激光器研究

进行了采用1064 nm增益开关LD全光纤高功率光纤放大的实验研究。采用三级级联光纤放大的方式,第一级放大为单包层光纤放大,第二、三级放大为双包层光纤放大。在第三级放大最大泵浦注入功率为45.2 W时,获得了25.3 W的脉冲激光输出,脉冲宽度223 ps,三级放大的光-光效率为55.9%。若后续进一步增大泵浦功率,则有望实现更高功率输出。