自启动被动锁模掺饵光纤激光器的研究

在非线性光纤环形镜非线性开关效应和块状半导体波导饱和吸收效应的共同作用下，实现了掺饵光纤激光器的自启动被动锁模，获得了十分稳定的锁模脉冲序列，观察到高次谐频锁模脉冲输出。分析了非线性光纤环形镜的非线性开关反射特性。     

自启动被动锁模掺铒光纤激光器的研究

在非线性光纤环形镜非线性开关效应和块状半导体波导饱和吸收效应的共同作用下，实现了掺铒光纤激光器的自启动被动锁模，获得了十分稳定的锁模脉冲序列，观察到高次谐频锁模脉冲输出。分析了非线性光纤环形镜的非线性开关反射特性。     

碳纳米管锁模双包层光纤激光器的实验研究

本文采用双包层掺镱光纤作为增益介质,用单壁碳纳米管作为饱和吸收体,获得最高输出功率为336 mW的锁模脉冲激光.用飞秒激光诱导水击穿法直接在单模光纤上制备出D形区,通过在D形光纤上滴涂单壁碳纳米管溶液,成功制备出碳纳米管饱和吸收体,并对其饱和吸收特性进行测试,发现其调制深度为27％.利用该饱和吸收体作为锁模器件,制备出具有环形腔结构的锁模光纤激光器.当抽运功率为4W时,获得了脉宽为93.8 fs,中心波长为1083.8 nm,3 dB谱宽为8.6 nm,重复频率为5.59 MHz,平均功率为336 mW的飞秒脉冲激光输出.     

微纳光纤及其锁模激光应用

微纳光纤是一种直径接近或小于传输光波长的纤维波导,由于纤芯和包层折射率差较大,具有强光场约束、强倏逝场、低损耗、反常波导色散、表面均匀性好和机械性能高等特性。近年来,以纳米材料作为饱和吸收体的被动锁模激光器成为超短脉冲激光技术方向的研究热点。得益于微纳光纤的强光场约束能力及大比例倏逝场,纳米材料与微纳光纤的复合结构能显著增强光与物质的相互作用,进而降低该复合结构的饱和吸收阈值,为超短脉冲产生和非线性动力学等研究提供一个新颖而灵活的平台。同时,微纳光纤因具有反常波导色散、光谱滤波、饱和吸收和偏振敏感等特性,在激光器的色散调控、偏振锁模等方面获得应用。介绍了微纳光纤的制备和特性以及在锁模激光方面的典型应用和相关技术的最新进展,并就未来的发展方向进行了展望。     

飞秒被动锁模光纤激光器的稳定性研究

从广义非线性薛定谔锁模方程出发，运用数值方法分别研究了泵浦光功率和非线性饱和吸收体对飞秒被动锁模光纤激光器工作特性的影响，并得到了激光器在基阶脉冲重复频率下稳态输出的最高输入泵浦功率和其对应的非线性饱和吸收体稳定工作区间。该研究结果为进一步优化设计最高泵浦功率、非线性饱和吸收体开关以及提高被动锁模光纤激光器的稳定工作性能都具有指导意义。     

慢饱和吸收效应对锁模光纤激光器中脉冲传输特性的影响

石墨烯作为饱和吸收体用于锁模光纤激光器,为超短脉冲的研制开辟了一条新途径。本文以耦合非线性薛定谔方程为理论模型,对锁模光纤激光器中超短脉冲产生及传输做了详细的研究,特别是饱和吸收体在脉冲产生及传输过程中对脉冲振幅及中心位置的影响。相关结论将为进一步改善光纤激光器的性能提供一定的理论参考。     

同步泵浦飞秒激光锁模理论研究

考虑到饱和增益、饱和吸收、群速弥散和自相位调制等效应对光脉冲的作用,我们给出了一个适用于飞秒脉冲激光系统的锁模方程。并且用这个方程初步地研究了同步泵浦被动锁模的染料激光器。结果表明,染料光脉冲的输出特性将极大地取决于腔内色散、S参数、饱和吸收体的浓度、腔长失谐量等因素。     

用表面态型半导体可饱和吸收镜实现Yb∶YAG激光器被动调Q锁模

制作了一种新型的半导体可饱和吸收镜——表面态型半导体可饱和吸收镜. 用表面态型半导体可饱和吸收镜作为被动锁模吸收体实现了半导体端面泵浦Yb∶YAG激光器被动调Q锁模. 在泵浦功率仅有1.4 W的情况下，获得了调Q锁模脉冲序列，锁模平均输出功率1 mW，锁模脉冲重复频率200 MHz     

基于非线性偏振旋转的全正色散锁模光纤激光器偏振特性的研究

基于耦合的Ginzburg-Landau方程和各器件的琼斯矩阵,建立了全正色散锁模光纤激光器的数值模型,计算了腔内各点脉冲不同部分的偏振态。计算结果表明,当线性双折射较强时,光纤中脉冲的偏振态近似以拍长为周期变化,一个拍长内的演化过程为右旋椭圆偏振光-线偏振光-左旋椭圆偏振光-线偏振光-右旋椭圆偏振光。与一般的饱和吸收体不同,非线性偏振旋转等效饱和吸收体的调制深度随波片角度变化。计算了波片方位角改变时,调制深度的变化情况。相比于偏振分束器之前的1/2波片及1/4波片,偏振分束器之后的波片对调制深度的影响更大。     

超短光脉冲

超短光脉冲通常是指脉冲宽度处于亚毫微秒和微微秒范围的光脉冲.目前超短光脉冲的获得主要采用锁模技术.自从1964年Hargro-ve等人首先利用声波损耗调制对氦氖激光器实现主动锁模之后,1965年Mocker等人又利用饱和吸收体对固体激光器实现了被动锁模,从而开始了对超短光脉冲的大量     

环形光纤激光器中的半导体光波导调制器

对环形光纤激光器中的半导体光波导调制器进行了理论研究，结果表明，光纤环中的偏振控制器对光的偏振态的控制以及半导体光皮导对光的偏振态的调节构成了激光器的主要调制机理，为环形光纤激光器的自调Ｑ及锁模的新机制提供了理论依据。     

基于金属/介质混合反射镜的高调制深度半导体可饱和吸收镜锁模的飞秒光纤激光器

介绍了一种新型半导体可饱和吸收镜(SESAM)的原理与特性,并用它来实现掺铒光纤激光器的锁模飞秒脉冲的生成.这种新型宽带SESAM调制深度可以达到20%,用在1.5μm波段的环形腔掺铒光纤激光器里,实现自启动锁模.锁模光谱以1559 nm为中心,半峰全宽为9 nm,锁模激光脉冲串重复频率为25.6 MHz,输出功率14 mW,自相关仪测得脉宽为170 fs.     

Self modulation phenomena in an external-cavity semiconductor laser

We report the observed self-modulation phenomena in an external-cavity semiconductor laser, in which a slant ridge-loading waveguide was formed for the gain medium. A region beside the ridge at a cleaved end of the waveguide served as a saturable absorber for self-modulation. Under different conditions of injection current and cavity alignment, we observed three laser operation regimes, including pure cw oscillation, constant-amplitude pulse-like signal on the top of a cw component, and amplitude-modulated pulse-like signal coexistent with a cw component. The amplitude modulation phenomenon is different from the previously reported concurrence of mode-locking and self-pulsation. A model was proposed to explain the observed results.     

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.     

0.73～1.7μm超宽带微纳光纤波导全光调制器

提出了单层石墨烯包裹双锥形微纳光纤复合波导结构,构建了730~1 700nm超宽带微纳光纤波导全光调制器。通过火焰拉锥法将一根标准的通信单模光纤拉成具有双锥形的微纳光纤,在保证通光率的前提下可以极大的提升微纳光纤处的倏逝波与物质的相互作用。利用石墨烯的"超级特征",即单原子层厚度、线性色散的能带结构、超强的载流子带间跃迁及极短的弛豫时间和超宽带光与物质相互作用等,将单层石墨烯作为可饱和吸收体,包裹在双锥形微纳光纤波导的锥体上,以增强该复合波导表面倏逝波与石墨烯的相互作用。静态和动态全光调制实验中采用传统808nm低功率LD作为泵浦光,对谱宽为480~1 700nm的超连续谱探测光实现了光光调制,其泵浦光功率低于50mW,调制深度大于5.7dB,调制速率达到~4kHz。该微纳光纤波导全光调制器,在保证调制深度的情况下,用更低的泵浦功率实现了超宽带的全光调制,以简单、有效、廉价的方式兼容了当前高速光纤通信网络,打开了一扇未来对微纳超快光信号处理的大门。     

Frequency modulated and polarization maintaining fiber laser with narrow linewidth

A novel configuration of fiber laser with frequency modulation is presented. Frequency modulation, stable polarization state and narrow linewidth are realized by using the waveguide phase modulator, polarization maintaining devices and saturable absorber. It is shown that the laser output reaches 23 mW, linewidth is less than 1 kHz, polarization extinction ratio is higher than 20 dB and maximum value of frequency deviation can reach 7.5 MHz.     

锥形脊结构半导体光放大器的有限元分析

为提高半导体光放大器与单模光纤耦合效率，建立了半导体放大器的锥形脊结构模型。在该模型下利用有限元数值模拟方法分析，计算了波导区折射率、锥尖宽度、条形波导尺寸、渐变折射率波导层对锥形脊结构模式扩展的影响。通过完善锥形脊结构参量的设计，获得了锥形脊结构半导体光放大器与单模光纤95％的耦合效率。     

High-energy femtosecond photonic crystal fiber laser

We report the generation of high-energy high-peak power pulses in an all-normal dispersion fiber laser featuring large-mode-area photonic crystal fibers. The self-starting chirped-pulse fiber oscillator delivers 11 W of average power at 15.5 MHz repetition rate, resulting in 710 nJ of pulse energy. The output pulses are dechirped outside the cavity from 7 ps to nearly transform-limited duration of 300 fs, leading to pulse peak powers as high as 1.9 MW. Numerical simulations reveal that pulse shaping is dominated by the amplitude modulation and spectral filtering provided by a resonant semiconductor saturable absorber.     

Multicore, tapered optical fiber for nonlinear pulse reshaping and saturable absorption

We present a new method to create a coupled waveguide array via tapering a seven-core telecommunications fiber. The fiber based waveguide array is demonstrated to exhibit the novel physics associated with coupled waveguide arrays, such as discrete diffraction and discrete self-focusing. The saturable absorber characteristics of the device are characterized and an autocorrelation measurement reveals significant single-pass pulse reshaping.