半导体激光器在高速大正弦调制下的分频单一光脉冲化及单模化行为

本文用多纵模速率方程对半导体激光器在高速大正弦调制下的行为进行了数值分析,得出随着调制参量的变化激光器的输出光会出现有规则的光脉冲序列、光谱变宽和波长漂移;在适当的调制条件下不仅会产生二分频单一光脉冲化现象,而且还会产生更多分频单一光脉冲化现象,同时利用分频现象还能够得到单模化光脉冲,其脉冲宽度小于10ps,并且对这些现象进行了定性解释。     

外光注入半导体激光器实现重复速率可调全光时钟分频

采用Fabry-Perot半导体激光器作为全光时钟分频器件,利用光注入半导体激光器产生的非线性动力学特性,实现了光脉冲的重复速率在9.0 GHz到19.8 GHz范围内连续可调的全光时钟分频. 同时利用半导体激光器速率方程,对脉冲光注入半导体激光器产生时钟分频进行了数值模拟. 实验和模拟结果表明半导体激光器在光注入的驱动下处于一周期振荡状态,当一周期振荡的二次谐波频率接近脉冲光的重复速率时,其二次谐波和基频被脉冲光同时锁定,此时将输出频率为脉冲光重复速率一半的时钟信号. 同时研究了波长失谐量和注入光功率对 关键词： 周期振荡 时钟分频 光注入 非线性动力学     

腔内相位调制全光纤脉冲激光器Ⅱ: 理论

针对低频腔内直接相位调制时全光纤激光器的脉冲现象,提出了合理的理论解释。基于光纤激光器自脉冲和固体激光器空间耦合的理论,对脉冲光产生的机理进行了分析,解释脉冲光产生的物理机制。假定光纤激光器中存在两个正交的偏振态,且两个偏振态以固体激光器空间耦合的模型耦合; 在相位调制作用下,两个耦合的偏振态之间相位差变化,导致两个偏振态的耦合特性发生变化,从而产生脉冲光输出。建立相应的数学模型,进行定性的理论分析。数值模拟表明,理论分析与实验结果符合得很好。     

腔内相位调制全光纤脉冲激光器Ⅰ: 实验

报道了在低频直接相位调制下,掺铒光纤激光器的脉冲现象。在光纤激光器谐振腔中插入带尾纤的LiNbO3相位调制器,利用低频周期性信号进行相位调制,能够得到重复频率为几十千赫到几百千赫左右的均匀、稳定的脉冲光输出,且发现激光光谱变化等现象。分析表明,这种脉冲现象难以用调Q、锁模等传统的脉冲光理论进行有效地解释。简要讨论了脉冲光产生的物理机制,通过对相位调制与“驰豫振荡”关系的研究,唯象地认为相位调制和“驰豫振荡”是脉冲光产生的原因。     

YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲

研究表明,不用碰撞脉冲锁模技术,而由一台简单的线型腔染料激光器,就可成功地产生短达38飞秒的光脉冲。这种激光器用六镜折叠腔,其中有Rh6G和DOPCI两个喷流和一个棱镜对色散补偿器,用连续锁模Nd:YAG激光器的倍频输出同步泵浦。染料激光脉冲的平均功率为20mW,脉冲重复频率近100MHz。     

外光注入半导体激光器实现时钟分频

从理论和实验上研究了利用光注入半导体激光器对高重复速率光脉冲产生的周期振荡和时钟分频现象.结果表明，光注入半导体激光器引起的二倍周期振荡是使注入脉冲重复频率分频的直接原因.通过耦合速率方程，数值模拟了半导体激光器在外光注入时输出光的时间序列和功率谱，并且分析了激光腔内各种周期振荡的特征.研究表明，当注入光使半导体激光器出现稳定的二倍周期振荡，且注入光的重复频率为此振荡频率的二倍时，时钟分频即可产生实验中，采用重复频率为6.32GHz的光脉冲注入Fabry-Perot激光器，实现了3.16GHz时钟分频信号 关键词： 周期振荡 时钟分频 光谱侧带 光注入     

利用NOLM实现连续光到归零码脉冲和波长的同时变换

利用非线性光学环路镜成功地实现了连续光到超短光脉冲和波长的同时变换.最大波长变换间距大于35nm.实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器(GSDFB-LD)产生的超短光脉冲作为控制光,采用波长可调半导体激光器作为信号光.在变换过程中在1.55μm附近首次观测到了波长的反相变换.当信号光和控制光脉冲走离大于40.7ps时,变换信号脉冲发生畸变,变换脉冲展宽.     

超短光脉冲波形研究

本文讨论了光脉冲技术发展中的脉冲波形测量问题。介绍了一种通用的光脉冲波形测量新方法,该方法可以给出光脉冲的波形、脉宽以及光脉冲内含的频率啁啾信息。这种测量方法已应用于半导体激光器产生ps光脉冲的实验研究,其可行性得到了验证。     

增益开关半导体激光器在外光注入下脉冲抖动的实验研究

采用增益开关半导体激光器作为注入种子光源来降低另一个增益开关DFB或Fabry-Perot（FP ）半导体激光器的脉冲抖动.相位噪声测量技术表明：增益开关FP激光器在外部脉冲光注入 下，激光脉冲抖动（均方值）由1.2ps降低至830fs；增益开关DFB半导体激光器在外脉冲注 入下，脉冲抖动由12ps降低至1.8ps. 关键词： 半导体激光器 光脉冲产生 时间抖动 光子注入     

1GHz梳状波调制1.3μmDFB半导体激光器皮秒超短光脉冲产生的实验研究

本文介绍一种采用高重复率梳状波电流调制1.3μm分布反馈(DFB)半导体激光器产生皮秒超短光脉冲的技术。采用1GHz重复率尖脉冲电流直接调制1.3μm半导体激光器产生了最短15ps、输出平均功率为4.5mW的超短光脉冲。     

Reduction of pulse-to-pulse fluctuation in laser pulse energy using the optical Kerr effect

An all-optical stabilization method of laser pulse energy is proposed using the optical Kerr effect (OKE). The method uses the OKE induced by a portion of the laser pulse as a power controller. The decrease (increase) in the throughput of the optical setup for OKE compensates for the increase (decrease) in pulse energy, thereby stabilizing the pulse-to-pulse fluctuation in pulse energy. The validity of this principle was proven by experiments with a femtosecond laser.     

单脉冲飞秒激光时域参数测量技术研究

钛宝石飞秒激光放大系统具有重复频率低、脉冲波形复杂等特点，为准确测量其峰值功率，提出对单次脉冲波形和脉冲宽度测量的需求。介绍了单脉冲飞秒激光时域波形和脉冲宽度的测量原理和测量方法，设计了基于频率分辨光学开关法的单脉冲飞秒激光时域参数测量装置。讨论了单脉冲飞秒激光时域参数测量校准面临的问题及解决方法。     

基于光束偏转的扫描式宽带光参量啁啾脉冲放大

光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)是超短激光脉冲领域的重要技术之一,增大增益带宽对提高OPCPA的转换效率、实现宽带光参量放大具有重要的意义.本文将光束偏转和非共线OPCPA有机结合,提出了基于光束偏转的扫描式宽带OPCPA模型.分析了通过光束偏转来时刻改变非共线角,以保证各频率成分的相位匹配,从而增大增益带宽的基本原理.采用提出的扫描式宽带OPCPA,针对800 nm中心波长、带宽约为100 nm信号光的光参量放大进行了数值计算.结果表明:经过扫描式OPCPA后,信号光的带宽与放大之前几乎相同,光谱没有窄化;扫描式OPCPA比固定非共线角方式的放大极大地增加了增益带宽和转换效率,实现了宽带的光参量放大;要满足信号光各频率成分的相位匹配,达到最大的增益带宽和转换效率,需要尽量减小加载到钽铌酸钾(KTa_(1-x) Nb_xO_3, KTN)电光晶体上的电压抖动和电压延时.     

远红外射频自由电子激光的振荡器起振与腔长失谐

用数值计算方法研究了电子束脉冲宽度与滑移长度相差不多时远红外RFFEL(射频型自由电子激光)振荡器的起振问题。结果表明,在适当的失谐长度下能够抑制激光呆滞效应的发生,振荡器可以起振。采用不同腔长失谐方式,可以进一步提高功率和抽取效率。     

光学频率合成器

从光学频率合成器的基本原理出发,分析了飞秒锁模脉冲激光在时域和频域上的分布特征,并分别介绍了输出激光的两个重要参数即重复频率fr和零频fceo的几种控制方法,以及光学频率合成器实现频率连接和转换的过程,最后介绍了光学频率合成器两次国际比对研究与结果.     

激光共焦快速扫描显微成像的实现

利用激光共焦原理和扫描技术，实现激光共焦快速扫描显微镜成像。     

LiF∶F2晶体中实现三维光数据存储的实验研究

基于LiF∶F2晶体在近红外飞秒脉冲激光作用下产生F2色心向F+3色心的转变,以及两种色心荧光光谱的不同,实现了荧光反射共焦读出和多光子写入的三维光数据存储的原理性实验.钛宝石再生放大器输出的脉冲宽度100 fs、中心波长800 nm、重复频率1 kHz的超短脉冲激光束,用数值孔径0.68的显微物镜聚焦到LiF：F2晶体内部,通过移动晶体实现了三维逐位式数据写入；用405 nm的连续蓝光激发存储位,通过探测F+3色心产生的540 nm荧光,实现了对信息位进行快速非破坏性的反射共焦读出.与多光子三维存储的透射共焦散射读出和相衬读出相比,格式与现存光盘技术兼容,结构简单；更重要的是,存储信息位是依靠荧光光谱的变化,折射率变化很小,可以有效增加读出层数.     

A prism anamorphic system for Gaussian beam expander

Basic properties are given of the prism anamorphic expander of a Gaussian beam composed of a couple of prisms in tandem. Its shorter overall length for a given expansion, relative ease of optical adjustment, a sharp selection of polarization component, and rather small inclusive dispersion make it an excellent beam expander in a specific laser cavity. The design principle is presented of the prism system with a grating for an anastigmatic optical resonator for a dye laser of narrow linewidth and of short pulse duration.     

飞秒光频梳的任意长绝对测距

高精度测距在工业、航空航天、科学研究等方面都具有重要应用, 而不断发展的激光测距技术始终处于前沿研究领域. 本文研究飞秒光频梳绝对测距技术, 拓展光梳在长度测量领域的应用. 在利用脉冲激光进行任意绝对长度测量中常用到飞行时间法, 然而其测量分辨力受限于电子器件的带宽, 仅为毫米量级. 为克服这一缺点, 本文研究了光梳多脉冲序列之间的时间相干性, 结合多脉冲序列干涉法和飞行时间法提出了任意长绝对测距的方法, 搭建了基于改进型Michelson干涉原理的任意绝对测长系统, 通过同时测量多脉冲序列的一阶和二阶互相关信号, 可以分别计算出飞行时间的时间差, 即可得到被测距离. 利用光梳作为光源进行了0.6m的绝对测距实验, 将测量结果与高精度激光位移传感器的测量值进行比较, 实验结果表明本系统具有良好的测量线性度, 并且测距精度可达±0.5μm. 关键词： 飞秒光频梳 任意长绝对测距 飞行时间法 多脉冲序列干涉法