包层泵浦全光纤调Q激光器

本文研究了包层泵浦全光纤调Q激光器。掺Yb光纤为增益介质，光纤光栅和光纤的垂直端面作为腔镜，利用光纤中的受激布里渊散射和光纤干涉环实现了较稳定的自调Q脉冲输出。在连续泵浦方式下得到了脉宽3.6ns、周期约25μs、峰值功率600W的光脉冲。     

自调Q、自锁模铒/镱共掺光纤激光器

研究了结构新颖的环形腔铒/镱（Er/Yb）共掺双包层光纤激光器.为了获得高功率激光输出,使用6个激光二极管（LD）同时抽运Er/Yb共掺光纤,采用光纤光栅（FBG）Sagnac环作为波长选择器,得到了中心波长为1548.11 nm、谱线宽度为0.06 nm的窄线宽激光输出;并利用增益光纤作为可饱和吸收体,实现了自调Q、自锁模脉冲输出.当抽运功率为719 mW时,激光器输出自调Q脉冲,脉冲周期为20μs,脉冲宽度为2.8μs,脉冲的平均功率为38.4mW,峰值功率为274.3mW;当抽运功率为3.6 W时,激光器输出自锁模脉冲,脉冲宽度为4ns,平均功率为319 mW,脉冲峰值功率大于10 W,重复频率为7.937 MHz.     

自调Q激光器的理论分析

利用速率方程，对自调Q激光二极管抽运固体激光器进行了数值模拟。通过求解析解计算了自调Q脉冲的峰值功率、单脉冲能量、脉冲宽度、能量利用率、重复频率、平均输出功率等参量。根据自调Q二极管抽运固体激光器的特点，分别得到了使抽运阈值功率最小的最佳自调Q晶体长度和使光-光效率最大的最佳自调Q晶体长度。     

双包层掺镱光纤激光器连续和调Q运转的实验研究

采用布拉格光纤光栅作为谐振腔,实现了980 nm半导体激光器端面泵浦下的双包层掺镱光纤激光器的连续和调Q运转.连续激光实验结果表明,在泵浦功率固定时,增益光纤存在激光输出功率最大情况下的最佳长度,当泵浦功率增大时,最佳增益光纤长度也随之增加.采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体,插入增益光纤与布拉格光纤光栅之间,实现了光纤激光器的稳定被动调Q运转.当泵浦功率为2.87W时,得到了最小脉冲宽度33 ns、重复率38.5 kHz的脉冲序列;随着泵浦功率进一步增大,出现不稳定的调Q锁模现象.     

F-P腔自调Q掺铒光纤激光器

本文研究了一种短F-P腔掺铒光纤自调Q激光器,激光器为单模输出,自调Q脉冲宽度可达700ns,平均功率为1mW.本文并对自调Q现象进行了初步分析.     

大模面积掺Yb3+双包层光纤激光器的实验研究

本文研究了在连续泵浦和脉冲泵浦两种情况下, 大模面积（LMA）掺Yb³⁺双包层光纤激光器的输出特性. 采用连续泵浦, 在最大泵浦功率为10.4 W时, 得到了平均功率4.6 W、中心波长1.09 μm的准连续激光输出. 采用脉冲泵浦, 得到了脉宽小于50 ns、峰值功率为5.3 kW、重复频率为5 kHz、单脉冲能量为0.26 mJ的稳定的调Q脉冲输出.     

氙灯泵浦的NYAB晶体调Q激光运转特性及实验研究

首次报道了氙灯泵浦的自激活自倍频NYAB复合功能晶体的BDN染料片调Q运转,获得了自倍频绿光单脉冲.测量了不同L和T_o情况下的绿光脉冲的能量、脉宽和峰值功率.文中还从理论上推导了自激活自倍频晶体调Q激光器的方程组.数值求解方程组,所得的理论数据与实验结果很好地相符.最后,讨论了进一步提高绿光脉冲峰值功率的途径.     

二极管泵浦双掺杂YAG微片自调Q激光器

 利用激光二极管泵浦双掺杂YAG微片晶体，在连续泵浦时获得了重复频率为2.78kHz，脉冲宽度为6ns的自调Q激光输出。并通过预泵浦加脉冲调制电流的方法，实现可控重复率的自调Q脉冲输出。与外腔式自调Q微片激光器相比，这种一体化微片激光器具有更高的转换效率、更窄的输出脉冲宽度和更高的重复频率，同时结构更为简单紧凑，易于调整。     

AlGaInAs半导体饱和吸收体调Q特性的理论与实验研究

利用通过金属化学气相沉积法长成的AlGaInAs饱和吸收体,对808nmLD泵浦的Nd∶YVO4键合晶体进行被动调Q,获得了波长为1.06μm的激光脉冲,测量了脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复率随泵浦功率的变化.当泵浦功率为10.57W时,激光平均输出功率为3.45W,斜效率为39%,重复频率达到最大值101kHz.当泵浦功率为8.07W时,脉冲宽度达到最小值1.76ns.利用速率方程对该激光器进行理论分析,计算出输出脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度和重复频率的理论值,实验结果和理论结果基本一致.     

增益调制高重频脉冲光纤激光器实验研究

采用脉冲泵浦方案,研制出了基于增益调制技术的全光纤结构高重频脉冲激光器。采用电路直接调制的激光二极管作为泵浦源,双包层光纤作为增益介质,构造了光纤光栅选模的线形腔结构。实验中通过调整泵浦光脉冲宽度和光纤激光器谐振腔长度,得到了稳定的高重频脉冲。在100kHz重复频率下,采用21W的峰值泵浦功率和2.5μs的泵浦脉冲宽度,获得了1.06μm波长,脉冲宽度247ns的稳定脉冲激光输出。脉冲峰值功率一致性好,平均功率长期功率稳定性为2%。观察并分析了由于纵模拍频在脉冲包络上产生的次脉冲特性。通过一级放大实现89.6 W输出。     

高峰值功率中红外2.8μm脉冲光纤激光器

采用中心波长为975nm半导体激光器泵浦高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,并在谐振腔内插入主动调Q元件,获得了工作频率为1~10kHz的2.8μm激光主动调Q脉冲输出.在工作频率为10kHz条件下,获得了最大单脉冲能量为134.5μJ、脉宽为127.3ns、峰值功率为1.1kW的脉冲输出.     

>100-kW linearly polarized pulse fiber amplifier seeded by a compact efficient passively Q-switched Nd:YVO4 Laser

We thoroughly develop compact high-peak-power Nd:YVO₄/Cr⁴⁺:YAG passively Q-switched lasers (PQS) as the seed source of the fiber amplifier. We exploit a nearly hemispherical cavity to reach the second threshold criterion and systematically consider the thermal lensing effect and the mode-size matching in the overall optimization. Employing a Cr⁴⁺:YAG absorber with 70% initial transmission, we obtain a 50-kHz seed pulse train with the pulse duration of 4.8 ns and the pulse energy of 22 ??J at a pump power of 5.4 W. Injecting this seed laser into a polarization maintained Yb-doped fiber, the pulse energy and peak power at a pump power of 16 W are enhanced up to 178 ??J and 37 kW, respectively. We also use an absorber with 40% initial transmission to generate a 25 kHz pulse train with the pulse duration of 1.6 ns and the pulse energy of 36 ??J at a pump power of 5.4 W. With this seed laser, we find that the surface damage of the fiber limits the maximum pulse energy and peak power to be 192 ??J and 120 kW, respectively.     

基于光纤中超短脉冲非线性传输机理与特定光谱选择技术的多波长飞秒激光的产生

高集成、高可靠性宽调谐飞秒激光源在超快光谱学、量子光学及生物成像等研究与应用领域具有重要价值.如在生物多光子显微成像中,具有适中能量的宽调谐飞秒激光源不仅可满足多种生物组织荧光激发所需的峰值功率与激发波长,而且也可以显著提升非线性荧光产生效率、成像分辨率以及增大成像穿透深度.采用自主研发的高可靠性全保偏光纤飞秒激光器作为抽运源,基于低色散光纤中高峰值功率飞秒激光脉冲非线性传输引起的光谱加宽机制,本文开展了多波长全光纤飞秒激光产生技术研究.通过采用中心波长在980, 1000,1050, 1070与1100 nm的带通滤波片选择性地对单模光纤输出光谱中最左边与最右边光谱旁瓣进行滤波,在上述中心波长处分别可获得203, 195, 196, 187与194 fs的激光输出.本文提出的基于全光纤飞秒激光脉冲在单模光纤中非线性传输引起的光谱加宽机制与特定光谱选择技术的实验方案为高集成、高可靠性宽调谐飞秒激光源的实现提供了新的研究途径.     

Influences of ASE on the performances of Q-switched ytterbium-doped fiber lasers

The output characteristics of actively Q-switched ytterbium-doped fiber lasers (YDFL) are investigated in this paper. Our experimental results show that, the combined effect between the short switching time and the gain transient property of doped fiber causes the initial amplified spontaneous emission (ASE) power fluctuation, forming the multi-peak structure in the output pulse for either ring or linear cavity Q-switched YDFL. The pulse buildup time decreases with the rising of the pump. Moreover, since the broad-band ASE generated in the YDF is very high, it may saturate the doped fiber once the switch has been opened, making it difficult to achieve Q-switched laser oscillation for both fiber lasers. By using ASE filter to suppress the initial ASE, the gain supplied by the YDF can be greatly enhanced, which can not only decrease the threshold, but also greatly decrease the duration, and enhance the peak power of the Q-switched laser pulse as well. By using such an ASE filter, the Q-switched laser pulse with the peak power of 40.7 W and the duration of 30 ns has been achieved for the linear cavity YDFL pumped with 160 mW.     

High-power pulsed diode-pumped Er:ZBLAN fiber laser

We report on the operation and performance of a gain-switched Er:ZBLAN fiber laser based on an active pulsed diode pump system. The produced laser pulses offer high peak powers while retaining the high average powers and efficiency of the cw regime. The measured pulse duration was about 300 ns and nearly independent of the pump repetition frequency. The maximum obtained 68 W of peak power is the highest reported, to our knowledge, for diode-pumped Er:ZBLAN fiber lasers, and the 2 W of average power at the repetition frequency of 100 kHz is 2 orders of magnitude higher than previously reported average power in a pulsed regime. The obtained slope efficiency was 34%.     

窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的理论模型和数值分析

窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器在非线性频率变换、遥感探测和量子信息等领域有广泛的应用前景.综合考虑受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)、受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering,SBS)、自相位调制(self-phase modulation)和交叉相位调制(cross-phase modulation)等非线性效应,建立了窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的非线性动力学模型.仿真分析了放大器中脉冲激光的时频演化特性,对比研究了抽运脉冲宽度、光纤长度和信号光功率等因素对放大器性能的影响.研究发现,上述因素会影响放大器的SRS阈值、SBS阈值、输出激光线宽、激光转换效率等.例如,当脉冲宽度为800 ns时,SBS随着抽运功率的增加而发生,限制了激光功率的提升;减短抽运脉宽可以抑制SBS,但是输出激光的线宽易于展宽到数百MHz以上;增加光纤长度可以获得更低的SRS阈值和更高的转换效率,但是SBS效应和光谱展宽程度也随之增强.系统搭建中需要平衡各非线性效应,选择合适的系统参数.研究内容可以为窄线宽纳秒脉冲光纤拉曼放大器的设计搭建提供参考.     

一种基于增益调制技术的全光纤化脉冲Yb光纤激光器

以波长为975 nm的半导体激光器作为泵浦源,周期性地脉冲泵浦一个包含Yb掺杂光纤和光纤光栅对的Yb光纤激光器,实现了基于增益调制技术的全光纤化高功率Yb光纤激光器的稳定脉冲输出.在50 kHz重频下,采用20 W的泵浦功率和2.4 μs的泵浦脉冲宽度,获得了1 060 nm波长脉冲宽度仅100 ns的稳定脉冲激光输出,单脉冲激光能量约为20 μJ.以此作为脉冲激光种子进行功率放大,获得了性能稳定的全光纤结构高功率脉冲激光输出,放大后单脉冲能量超过200 μJ,激光放大器斜率效率达到60%.