光谱展宽特性分析及实验研究

介绍一种利用光波导相位调制器对激光光谱进行展宽的实验测试（国内首次用相位调制器进行光谱民宽的研究）,并由此推出当激光波长为1053nm时光谱约0.2nm的展宽。     

用于光谱色散平滑技术的双通调制器实验研究

在惯性约束聚变中,辐照的均匀性直接影响到内爆实验的效果,通常结合各种空间、时间平滑技术提高光束的均匀性。光谱色散平滑技术正是一种常用的时间平滑技术,其核心是频谱展宽技术。为提高频谱展宽的效果,将单通的腔式调制器设计成双通调制器,以满足光谱色散平滑技术中频谱展宽的要求。理论上计算了双通调制器情况下的速度匹配条件,得到了一个清晰的表达式,同时在实验上验证了理论分析的正确性,以此验证了双通调制器的可行性。最后基于以上方案,进一步提出了改进成多通调制器的构想。     

啁啾脉冲的光谱整形

为了获得更高功率的输出激光脉冲,需要将注入到主放大链的种子脉冲进行光谱整形来补偿放大过程中的增益窄化效应.利用展宽器中啁啾脉冲的光谱具有空间排布的特点.采用石英晶体平凸透镜空间光强度调制器间接地实现窄带激光脉冲的光谱整形,在展宽器的输出端获得了光谱呈平顶分布的种子啁啾脉冲.通过调节偏振片的透偏方向,可方便地调谐输山脉冲光谱的形状.     

激光驻波中运动电子的谐波自发辐射

 采用单电子模型分析了电子在线极化激光驻波中的动力学及谐波自发辐射谱,数值计算了电子在驻波中的运动情况及辐射谱。结果表明:电子在波节和波腹处入射后,其辐射谱出现不同的特征;电子在波节处垂直磁场入射后,在洛伦兹力作用下快速振动并向前运动,其向后辐射的光谱发生红移,向前辐射的光谱发生蓝移,谱线出现展宽;当激光强度或者电子初始能量增大时,这些效应更加突出,以至于产生更高阶谐波,形成连续谱;而电子在波腹处以平行电场的方向入射后,仅在电场作用下作直线运动,其自发辐射谱线没有发生移动和展宽。     

用于产生太赫超宽边带光谱的新型电／光调制器

报道了利用周期性的极转技术制作准速度匹配型电／光调制器，并以这种调制器产生超宽边带光谱的结果。电光晶体ＬｉＴａＯ３的极性分布周期的反转之后，在１６．２５ＧＨｚ的调制频率下，实现了微波与光波的准速度匹配，可以不局限于调制频率的高低，从而在增加相互作用长度的前提下充分提高调效率，调制度已达到５７ｒａｄ，产生的宽边带光谱的半值全宽为１．８５ＴＨｚ。     

基于波导相位调制器的光谱色散平滑技术实验研究

利用波导相位调制器产生的正弦调频脉冲进行了光谱色散平滑技术实验研究.结果表明该铌酸锂波导相位调制器可以容易地将DFB振荡器产生的单纵模信号展宽到0.1—1.5 nm,远场分析表明焦斑扫动规律与理论计算一致,近场分析表明SSD对近场百微米尺度的调制有显著改善.本研究为高功率激光装置束匀滑方案的优化提供了参考. 关键词： 远场 近场 光谱色散平滑 惯性约束聚变     

采用光谱展宽技术的钛宝石飞秒激光放大器

报道了飞秒激光啁啾脉冲放大器中的激光脉冲光谱展宽技术，实验中使用了几种光谱展宽元件，结果表明使用激光光谱展宽元件能有效地将飞秒激光脉冲 光谱展宽，抑制了飞秒激光放大器中常见的激光脉冲光谱增益窄化现象，从飞秒放大系统的振荡级输出28fs种子脉冲，放大后得到了重复频率为10Hz、峰值功率为1．6TW、脉冲宽度37．5fs的超短强飞秒激光脉冲 。     

100GHz复合型行波电极铌酸锂电光调制器

对于新型低损耗的复合型行波电极系统，我们已作了理论分桥和实验研。本文介绍用此复合型行波电极系统研制的微波三毫米波段的铌酸理光波导(Ti：LiNbO3)电光调制器。行波电极的微波传输损耗系数小于0．3dB／(GHz1/2．cm)，调制器半放电压为5．2V，在微波三毫米波段(92．5—104．3GHz)内测得的调制度频率响应变化为4dB。调制器微波输入端用我们自行研制的适用于110GHz的同轴插座，器件在外形及光、电输入输出方式上与实用的带尾光缆的产品化调制器兼容。     

波导管中微波波长测量方法的研究

基于微波测量线中驻波分布公式,采用测量驻波强度沿着 x轴分布的数据,拟合得到了波导管中微波的波长,不仅误差得到减小,而且可以绕过驻波比测量,用拟合参量计算微波反射率。     

束缚高压强气体中成丝的空心毛细管芯径对光谱展宽的影响

采用空心毛细管束缚强飞秒激光脉冲在高压强气体中产生的成丝时，空心毛细管芯径对光谱展宽有着重要的影响. 研究了空心毛细管束缚成丝时，空心毛细管芯径对光谱展宽的影响. 结果表明，在低能量(0.4mJ)入射时，光谱展宽主要由成丝引起，而在高能量(1.3mJ)入射时，空心毛细管起到光波导效应参与了光谱展宽. 当能量介于二者之间时，采用芯径较小的空心毛细管，可以获得更好的光谱展宽效果. 关键词： 毛细管 成丝 束缚 光谱展宽     

New speckle control technique using high-speed electro-optic modulators with resonant electrode and polarization-reversed structures

We propose a new technique for reducing speckle noise in laser displays utilizing a high-speed optical phase modulator for expanding the laser beam spectrum. By adopting standing-wave resonant electrodes and polarization-reversed structures to LiTaO₃ electro-optic modulators, high-efficiency phase modulation with a large modulation index at high microwave frequency ranges is obtainable for different color laser beams at the same time. This enables us to expand laser spectra to over 100 GHz and reduce speckle noise. The device design, fabrication, and experimental demonstration for speckle control are reported.     

Ultra-Broad-Band LiNbO3 Electro-Optic Modulators with Novel Complex Electrode

The characteristics of Z- cut LiNbO3 optical modulators with novel complex electrode are discussed by using the finite element method (FEM) and studied experimentally in this paper. The travelling wave electrode consists of upper and lower parts. It can easily realize phase velocity matching between microwave and optical wave and drastically reduce microwave electrode loss. An electrooptic modulator with larger than 100 GHz bandwidth and half wave voltage 6 V is designed, fabricated and measured. Vπ is 5.1 V and the attenuation coefficient a0 is 0.3 dB/(cm· GHz1/2 ). The experimental results show that the modulator has great potentiality for expanding bandwidth.     

Ultra-Broad-Band LiNbO_3 Electro-Optic Modulators with Novel Complex Electrode

1 IntroductionFOr LiNbO3 modulators, the bandwidth is mainly restricted by the microwaveattenuation of the travelling--wave electrode and the phase velocity ndsmatch betWeenmicrowave and optical wave in the devices. When the phase velocity matching issatisfied it is very i~rtant to decrease the microwave attenuation for expandingbandwidth. The thecrowave propagating lOSS is the main source Of the microwaveattenuation in the interactive region. The larger the cross-sectional area or the lOn…     

Actively mode-locked fiber ring laser by intermodal acousto-optic modulation

We report an actively mode-locked fiber ring laser. A simple and low-insertion-loss acousto-optic modulator driven by standing flexural waves, which couples core-to-cladding modes in a standard single-mode optical fiber, is used as an active mechanism for mode locking. Among the remarkable features of the modulator, we mention its high modulation depth (72%), broad bandwidth (187 GHz), easy tunability in the optical wavelength, and low insertion losses (0.7 dB). The narrowest optical pulses obtained were of 95 ps time width, 21 mW peak power, repetition rate of 4.758 MHz, and 110 mW of pump power.     

基于双音外差的电光相位调制器半波电压自校准测量方法

电光相位调制器是光纤通信系统、微波光子系统和相干光通信系统中的关键器件之一. 作为器件本征参数, 电光相位调制器的半波电压通常利用光谱方法和电谱方法进行测量. 光谱方法受到光源线宽和光谱仪分辨率限制, 测量的分辨率较低; 电谱方法则需要光电检测之前将相位调制转换成强度调制, 电谱方法的主要困难在于需要对探测器的不平坦响应进行额外校准. 提出了利用双音外差实现电光相位调制器半波电压自校准测量新方法, 该方法利用双音电光相位调制的边带与移频光载波的外差拍频, 对外差拍频信号进行频谱分析, 获得电光相位调制器的半波电压; 通过设定双音调制信号的频率关系, 克服了探测器光电转换中的不平坦频率响应, 实现了自校准测量. 该方法可扩展探测器和频谱仪的测试频率两倍以上, 节省至少一半的带宽需求. 与光谱测量方法相比, 该方法测试分辨率大幅提高且避免了光源线宽的影响; 与传统电域测量方法相比, 该方法无须额外校准, 无驱动功率和工作波长限制, 且对测试仪器带宽需求降低一半以上. 实验证实了所提方法获得的电光相位调制器半波电压的测量结果与光谱分析法获得的结果一致, 且大幅度地提高了测量范围和分辨率. 该方法提供了非常简单的电光相位调制器微波特性化分析方法, 对其他光电子器件分析也提供了参考.     

Design and modeling of microwave photonic devices

Different types of finite element methods (FEMs) for microwave and optical waveguides are reviewed and are utilized for modeling of a traveling-wave (TW) optical modulator, as one of the typical microwave photonic devices. Using the quasi-TEM and the full-wave vector FEM solvers for microwave waveguides and the scalar FEM solver for optical waveguides, the behaviour of a TW Z-cut Ti:LiNbO3 Mach–Zehnder optical modulator with a ridge structure is investigated.     

行波电吸收调制器中脊宽对频带宽度的影响

根据行波电吸收调制器（TW-EAM）的微波传输特性,提出了等效电路模型.制作了工作波长为850 nm的GaAs/GaAlAs材料的TW-EAM,并通过等效电路模型分析了特性阻抗Z0、微波传输常数γ和S21,得出脊宽对器件微波特性的影响.从理论上验证了较小脊宽可以降低微波和光波之间的速度失配、波导的传输损耗及传输线和终端及源端之间的阻抗失配.理论模拟得出：脊宽为2 μm时,器件提供的带宽为23.9 GHz.     

一种基于电光调制光频梳光谱干涉的绝对测距方法

提出了一种基于电光调制光学频率梳的光谱干涉测距方法.理论分析了电光调制光学频率梳的数学模型和光谱扩展原理,并分析得出了光谱干涉测距方法的非模糊范围和分辨力的影响因素.在实验中,使用三只级联的电光相位调制器调制单频连续波激光生成了40多阶高功率梳齿状边带,并通过单模光纤和高非线性光纤对电光调制器输出的激光进行光谱扩展,得到重复频率为10 GHz,光谱宽度达30 nm的光学频率梳.将该光频梳作为光谱干涉测距装置的光源,可以实现无"死区"的绝对距离测量.另外,使用等频率间隔重采样和二次方程脉冲峰值拟合算法对测量结果进行数据处理,可以修正系统误差,提升测距精度.实验结果表明,在1 m的测量范围内,使用该装置可以在任意位置达到±15μm以内的绝对测距精度.     

Experimental study of an actively mode-locked fiber ring laser based on in-fiber amplitude modulation

We report an experimental study of an actively mode-locked fiber ring laser based on the development of an efficient in-fiber amplitude modulator. Intermodal coupling induced by standing flexural acoustic waves permits the implementation of broad bandwidth (1.5 nm), high modulation depth (72%), low-insertion-loss (0.75 dB), in-fiber amplitude modulators, operating in the MHz frequency range. The experimental characterization of the laser as a function of the radio frequency voltage that controls the modulator, the length of the active fiber, and the optical bandwidth of an intracavity filter implemented with a fiber Bragg grating has led to an improved performance of the Erbium-doped fiber laser: optical pulses of 34-ps temporal width, 1.4-W peak power, and 4.75-MHz repetition rate.     

希尔伯特变换处理的布里渊散射DOFS的研究

光时域反射结构的布里渊散射分布式光纤传感器所检测的自发布里渊散射光信号非常微弱,且频带宽度在几十兆赫以上,难以应用普通相干解调方法,提出了基于希尔伯特变换的光相干检测方法,具体采用微波电光调制产生频移参考光和自发布里渊散射光进行相干检测得到光电信号,再应用基于希尔伯特变换的数字信号处理技术对光电信号进行幅度解调,得到了信噪比改善的布里渊散射光谱,从而有利于提高传感器的检测性能,