10kHz腔倒空锁模皮秒激光器研究

将半导体可饱和吸收体(SESAM)锁模技术与腔倒空技术结合,采用半导体端面抽运方式实现了具有高重复频率、大单脉冲能量的皮秒激光器的运转.从理论上分析了腔倒空锁模输出的机理,建立起腔倒空锁模激光器运行的物理图像,并对影响激光器倒空率的一些因素进行了研究.实验上,实现端面抽运Nd:YVO4晶体的SESAM连续锁模后,在锁模...     

SESAM实现Nd:YAG激光器被动锁模研究及皮秒脉冲测量

分析了1.06 μm半导体可饱和吸收镜(SESAM)结构及被动锁模基本原理,利用SESAM实现了脉冲式Nd:YAG激光器1.06μm激光的被动锁模,获得了稳定的皮秒激光脉冲序列输出,脉冲序列的能量为45mJ.实验上还研究了腔长对SESAM锁模效果的影响.提出一种基于迈克耳逊干涉仪的皮秒光脉冲测量方法--二次谐波自相关单次测量法,分析这种测量方法的原理并构建实验装置对SESAM被动锁模Nd:YAG激光器的皮秒激光脉冲进行测量,测得激光脉冲宽度为43.6 ps.二次谐波单次测量法具有精度较高,操作简单等优点.     

半导体可饱和吸收镜被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器研究

利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术实现的超快脉冲激光器具有结构简单紧凑、脉冲序列稳定等优势,在许多领域有着重要用途,自问世以来受到国内外的广泛关注.分析了SESAM被动锁模侧面抽运固体激光器的具体要求,进行了不同条件下的SESAM被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器实验.获得了最高平均功率9.5 W,脉冲重复频率71 MHz,单脉冲能量约141 nJ的皮秒激光脉冲.对SESAM被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器进行了实验和理论分析,对实现高功率连续超短脉冲激光器进行了探讨.     

用腔内半导体可饱和吸收镜钛宝石激光器中自锁模状态的实验研究

用可饱和吸收体镜(SESAM)的掺钛蓝宝石激光器能够稳定运转在三种不同的锁模状态,即可饱和吸收体被动锁模、孤子锁模加被动锁模和KLM锁模.分析了三种自锁模的机理和SESAM的作用.对SESAM实现KLM锁模的自启动机制进行了实验观察和讨论.从该激光器的KLM锁模状态,获得了小于18飞秒的锁模脉冲序列. 关键词： 半导体可饱和吸收镜 自锁模 钛宝石激光器     

56 MHz重复频率端泵SESAM连续波锁模Nd∶YVO4激光器

为了增大皮秒注入种子激光的能量,获得较高的激光放大效率和信噪比,关键是要在保持较高的平均锁模激光功率下实现连续波锁模激光器的低重复频率运转。通过选取五镜折叠激光谐振腔腔型和参数设计,克服了随着腔长增加损耗加大而导致的激光锁模不稳定的困难。分析了较长腔长条件下工作物质和SESAM光斑尺寸的大小和变化,及其对激光器稳定性的影响。由于SESAM饱和工作和稳态条件的能量要求,在激光谐振腔调整过程中,对应臂长的光程互补变化。实验中采取腔长和晶体热控制方式,优化了激光谐振腔的工作参数,实现了脉冲能量10.7 nJ,重复频率56 MHz,平均功率1.2 W的SESAM连续波锁模激光输出。     

正色散激光器中的增益导引孤子

采用非线性薛定谔方程模拟了全正色散介质激光器中实现脉冲锁模输出的动态过程,理论表明,不同于工作于净色散为负的孤子锁模激光器以及腔内具有色散延迟线净色散为正的色散管理孤子和自相似脉冲锁模激光器,在纯正色散介质构成的锁模激光器中,增益饱和和增益窄化对形成稳定的锁模脉冲起重要的作用,在两者的作用下脉冲形成增益导引孤子.采用不同的锁模方式在纯正色散光纤锁模激光器中得到了稳定的增益导引孤子锁模,实验结果与理论模拟一致. 关键词： 锁模 正色散 增益导引孤子     

自锁模激光器

概述了自锁模激光器的新成就（包括我们自已的工作）。在实验上，自锁模钛宝石激光器可以输出１３ｆｓ的短激光脉冲，这是直接从激光器中获得的最短脉冲；自锁模溴化亚铜激光器可以输出高稳定性的激光脉冲，从而彻底否定了自锁模没有实用价值的传统认识。在理论上，自克尔镜模型解释了自聚焦激光介质引起的锁模现象；增益凹陷模型解释了宽带激光介质自吸收起的锁模现象和窄带激光介质增益谱线分裂引起的锁模现象。最后，对它们的输出     

利用光谱滤波器实现自启动的全光纤超短脉冲掺Yb3+光纤激光器

讨论了利用光谱滤波器实现自启动的被动锁模掺Yb³⁺光纤环形激光器的锁模机理,并研制出全光纤结构超短脉冲掺Yb³⁺光纤环形激光器.使用980 nm二极管激光器作为抽运源,高掺杂浓度掺Yb³⁺光纤作为增益介质.在净群速度色散为正的环形腔中加入光谱滤波器,抑制Yb³⁺离子在1030 nm强发射峰的同时,通过对啁啾脉冲的光谱滤波实现脉冲压缩.光谱滤波器与光纤非线性偏振旋转效应相结合,实现了激光器在1053 nm可自启动、十分稳定的锁模运转.激光器锁模阈值功率300 mW,平均斜率效率18.3%,最大输出功率53.07 mW,对应最大输出脉冲能量3.2 nJ.锁模光脉冲中心波长1053.6 nm,3 dB带宽10.84 nm,重复频率16.45 MHz.锁模脉冲宽度为皮秒量级,经腔外光栅对压缩至188 fs. 关键词： 3+光纤激光器')" href="#">掺Yb³⁺光纤激光器 自启动锁模 全光纤     

基于增益光纤长度优化的双波长运转掺铒光纤锁模激光器

构建了可自启动的双波长运转掺铒光纤锁模激光器.通过优化增益光纤长度,利用掺铒光纤在1530nm附近的再吸收效应调节激光器的增益谱,使激光器在1530nm和1560nm附近具有相同的增益强度.实验中采用31cm掺铒光纤作为增益光纤,以透射式半导体可饱和吸收体作为锁模器件,实现了自启动双波长锁模运转.激光器锁模输出重复频率为58.01MHz,信噪比为58.2dB,最高输出功率为4.8mW.锁模输出的光谱在1532.4nm和1552.3nm处具有两个强度接近的谱峰,谱峰间距约为20nm.该激光器无需手动调节即可实现双波长运转,更便于实际使用.     

自启动KLM钛宝石激光器谐振腔的理论计算

运用四阶RungeKutta法直接求解非线性介质内椭圆高斯光束传播方程组的方法分析增益介质内的克尔透镜(Kerrlens)效应,结合在增益介质外运用的线性ABCD矩阵寻找自洽解,对半导体可饱和吸收镜(SESAM)启动的高功率KLM钛宝石激光器谐振腔的像散、稳定性、光束参数、自聚焦效应和克尔自聚焦强度与腔参数的关系进行了系统的理论计算.计算结果与实验结果相符合.该计算为SESAM启动的五镜腔KLM激光器的设计和调整提供了理论依据 关键词： 克尔透镜锁模 飞秒 半导体可饱和吸收镜 五镜腔     

Dynamic process of self-started self-mode-locked Ti:sapphire laser with a semiconductor saturable absorber mirror

Dynamic process of self-started self-mode-locked Ti : sapphire laser with a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM) was investigated and two mode-locking starting processes were found in which one is fast and the other is slow. In the fast starting process, a mode-locking build-up time of about 400 μs was needed during which pure passive mode-locking process was caused by the SESAM and Kerr-lens mode-locking process arose from the nonlinearity of the Ti : sapphire gain medium. In the slow starting process, a build-up time of about several minutes was found in which temperature effect of the SESAM dominates the dynamic process.     

激光二极管侧面抽运Nd∶YAG锁模激光器的研究

利用谐振腔的稳定条件对激光二极管侧面抽运的 Nd∶YAG锁模直腔的稳区特性和谐振腔内的光斑分布进行了分析。根据对腔参量的分析,选取合适的腔参量设计了一个简单的侧面抽运直腔,该谐振腔腔形简单,没有像散,振荡光模式好,有利于激光器的锁模运转。实验中采用国内自行研制的半导体可饱和吸收镜,实现了激光二极管侧面抽运半导体可饱和吸收镜锁模Nd∶YAG激光器的连续锁模运转,平均输出功率为 2 W,锁模脉冲宽度为10 ps,重复频率为100 MHz。结合实验结果进一步讨论了半导体可饱和吸收镜的一些参量如饱和恢复时间、调制深度等对实现稳定连续锁模的影响。     

Contrastive study of two SESAMs for passive mode-locking in Nd:YVO4 laser with low pump power

Two semiconductor saturable absorber mirrors (SESAMs), of which one is coated with 50% reflection film on the top and the other is not, were contrastively studied in passively mode-locked solid-state lasers which were pumped by low output power laser diode (LD). Experiments have shown that reducing the modulation depth of SESAM by coating partial reflection film, whose reflectivity is higher than that between SESAM and air interface, is an effective method to get continuous wave (CW) mode-locking instead of Q-switched power LD, in which no water-cooling system was used, could obtain CW mode-locking by the 50% reflector coated SESAM with average output power of ～ 20 mW.     

Femtosecond Er doped fiber laser using high modulation depth SESAM based on metal/dielectric hybrid mirror

We proposed and fabricated a metal/dielectric mirror based high modulation depth semiconductor saturable absorber mirror (SESAM), for ease of the growth restrictions. Using such a SESAM, we obtained self-starting mode-locking in a ring cavity fiber laser, which produced 102 fs pulses at a repetition rate of 36.2 MHz.     

High-power passive mode-locking of a diode pumped Yb:GdVO4 laser

Passive mode-locking of a diode pumped Yb-doped GdVO₄ crystal laser was demonstrated for the first time to our knowledge. The laser was mode-locked at the wavelength of 1019.1 nm and had an average output power of 1.01 W. The mode-locked pulse duration was 3.1 ps. The laser was end-pumped by a high-power fiber pigtailed laser diode bar and the mode-locking was enabled by a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM).     

含负克尔效应半导体可饱和吸收镜的五镜腔飞秒钛宝石激光器的理论分析

基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)的负克尔效应，对含SESAM的五镜腔进行了理论计算和分析.结果表明，由于SESAM的负克尔效应，与没有SESAM的相比，锁模激光器的稳区在上稳区的内边缘有明显扩展，这使得激光器锁模启动的工作点更加靠近直流运转时的稳区边缘，从而获得更大的非线性因子.这说明SESAM的可饱和吸收机理具有锁模自启动效应外，其负克尔效应也有助于锁模的自启动. 关键词： 半导体可饱和吸收镜 负克尔效应 五镜腔     

低阈值掺钛蓝宝石激光器实验研究

结合特殊的谐振腔设计和半导体可饱和吸收镜，建成了一台低阈值的自启动掺钛宝石激光器 . 分别用3％和12％的输出耦合镜，获得了阈值低至390mW和600mW的稳定锁模脉冲输出. 采 用12％输出耦合镜，在12W抽运时，输出平均功率为114mW，对应的典型脉宽为17fs，谱宽 为47nm. 相对于以往的低阈值克尔透镜锁模激光器，锁模工作的范围区域加宽，减小了操作 难度，提高了稳定性. 关键词： 低阈值 半导体可饱和吸收镜 克尔透镜锁模 掺钛蓝宝石激光器     

半导体可饱和吸收镜启动克尔透镜锁模机理的实验研究

对采用腔内新型宽带半导体可饱和吸收镜(SESAM)掺钛蓝宝石激光器中的启动克尔透镜锁摸(KLM)的机理进行了实验研究.讨论了SESAM在阻挡恢复过程中,启动锁模时间与其他因素的关系.获得了SESAM启动KLM过程较为完整的物理图像,并对其机理进行了分析和讨论.     

Spectral sideband distribution asymmetry in fiber laser

A ring fiber laser with SESAM mode-locking mechanism is constructed. The spectral sideband distribution asymmetry of solitons is observed in the fiber laser. There are different order sidebands distributed in two edges of the soliton spectrum. Through experimentally studying the effect of the different gain media lengths on the mode-locked solitons, it is found that the spectral sideband asymmetry occurs at the long wavelength band of erbium-doped fiber (EDF) gain profile. The origin of sideband asymmetry is owing to the secondary amplification gain profile of EDF, which is pumped by the first gain peak at 1530 nm. Furthermore, an extra in-line polarizer is imported in the cavity for studying the effect of the polarization bias on sidebands. It is found that the polarization bias in the cavity is an important control method to adjust the power and generate the spectral sidebands. However, the polarization bias does not decide the generation of spectral sideband distribution asymmetry.