热透镜效应下的克尔透镜锁模

讨论了在增益介质与克尔介质分离情况下热透镜效应对克尔透镜锁模的影响，计算了克尔透镜锁模在热不敏感腔中需满足的条件，结果表明，通过适当地调整激光腔参数，有可能实现热不敏感的克尔透镜锁模。最后通过计算机数值模拟获得了对典型振荡腔设计参量的修正。     

具有像散的克尔透镜锁模腔的研究

从非线性薛定谔方程出发,经严格计算求得了在具有像散情况下,偏振垂直于传播方向的光束在克尔介质中传输的一般特性,所用的计算方法可应用于高斯光束及克尔透镜锁模腔的研究,并能对高功率情形进行计算。研究表明,在有其他锁模启动机制下,不一定要用［ｄω／ｄｐ］ｐ＝０＜０作为克尔透镜锁模的必要条件。对于光脉冲的压缩来说,椭圆形光阑将优于圆形光阑。     

二极管泵浦克尔透镜锁模Nd:YLF激光器

本文报道利用非线性光学玻璃SF57实现了二极管泵浦Nd:YLF激光器自启动克尔透镜锁模.现有二极管(LD)泵浦的固体激光器大多采用在增益介质的端面镀双色膜作为腔的一个反射镜,我们采用了一个分立的双色镜作为腔的反射镜避免了一系列的热问题.比如:热透镜,热致双折射,热膨胀等.从而改善了激光系统的稳定性,得到1.047μm光脉冲时间半宽为1.5ps,光谱宽度为231GHz,时间带宽积0.347表明脉冲接近变换极限.     

轴对称光束的克尔透镜矩阵及其在克尔透镜锁模中的应用

在非线性薛定谔方程的基础上较严格简明地推导了克尔介质的轴对称光束及高斯光束的ＡＢＣＤ传播矩阵，该矩阵可用于设计克尔透镜锁模，以腔二端为平面镜的任意光学系统为例，获得了简单的普遍公式。     

Nd∶LMA自锁模飞秒激光器腔结构最佳化设计

Ｎｄ∶ＬＭＡ晶体相对低的非线性折射率ｎ２，使得针对Ｔｉ∶Ｓａｐｐｈｉｒｅ自锁模激光器设计的腔，对Ｎｄ∶ＬＭＡ介质而言并没有提供足够的自幅度调制（ＳＡＭ）为了在Ｎｄ∶ＬＭＡ激光器上实现自锁模，在腔内引入一个具有大的非线性系数ｎ２、快的响应时间的ＳＦ５７介质，这样就使得激光腔的结构比较特殊在这篇文章里利用ＡＢＣＤ传输矩阵对该激光器的结构从理论上进行了分析和计算，使腔结构达到了最佳化设计     

Nd:LMA自锁模飞秒激光器腔结构最佳化设计

Nd:LMA晶体相对低的非线性折射率n₂,使得针对Ti:Sapphire自锁模激光器设计的腔,对Nd:LMA介质而言并没有提供足够的自幅度调制(SAM).为了在Nd:LMA激光器上实现自锁模,在腔内引入一个具有大的非线性系数n₂、快的响应时间的SF57介质,这样就使得激光腔的结构比较特殊.在这篇文章里利用ABCD传输矩阵对该激光器的结构从理论上进行了分析和计算,使腔结构达到了最佳化设计.     

克尔介质自锁模激光器的锁模启动及稳定性理论初探

描述了克尔介质自锁模激光器的锁模工作原理，建立了自锁模系统光强分辨率的概念，并指出了光强分辨率对自锁模系统的锁模启动和工作稳定性起着决定性的作用，通过合理控制克尔介质自锁模激光器的腔镜失谐角，可以提高系统的光强分辨率，从而使自锁模系统易于自锁模启动并提高其自锁模工作的稳定性。     

激活介质热效应对振荡模式的影响研究

理论分析了激活介质热效应对端面泵浦固体激光器激光振荡模式分布的影响,并以光纤耦合半导体激光器端面泵浦Nd∶YAG激光器实验研究了激活介质热效应对激光振荡模式的影响。实验结果表明：由于热效应,基模的模体积随泵浦功率的增加而变大,基模在模式竞争中占优;在泵浦光轴线偏离几何腔轴时,基模光斑中心位置朝泵浦光轴线所在位置移动,偏离量与泵浦光轴线的偏离量近似成线性关系。利用实验结果指导腔调节,可使泵浦光轴线与几何腔轴精确重合,获得了椭圆率为0.98、M2因子为1.01的基模输出。     

GHz瓦级全固态克尔透镜锁模Yb:CYA飞秒激光器（特邀）

掺镱氯酸钆钙(Yb:CaYAlO₄,简称Yb:CYA)晶体具有生长容易、增益曲线宽广平坦以及比热容高和导热性好等优点,是产生飞秒超短脉冲的优异介质晶体。本文介绍了一种基于Yb:CYA晶体的全固态克尔透镜锁模GHz飞秒振荡器,采用功率为8 W的980 nm光纤激光作为泵浦源,腔型为四镜环形腔结构,Yb:CYA晶体厚度为3 mm。该振荡器能够产生中心波长1 051 nm、平均输出功率1.7 W的GHz飞秒脉冲,脉冲宽度为207 fs。基于Yb:CYA晶体的振荡器实现了GHz重频瓦级飞秒脉冲输出,为进一步基于此振荡器实现高重频飞秒光学频率梳打下了坚实基础。     

高功率克尔透镜锁模掺镱全固态激光器研究进展(特邀)

高功率、窄脉宽的超快激光在基础科学研究、精密制造和生物医学等领域扮演着越来越重要的角色.在众多飞秒光源中,激光二极管泵浦的掺镱全固态飞秒激光器具有输出特性优异、结构紧凑、简单可靠、成本低廉等优点,成为超快激光领域的研究热点之一.特别是克尔透镜锁模的掺镱全固态飞秒激光器,有望兼备同时输出百瓦级平均功率、百飞秒级脉冲宽度的...     

微变形镜补偿激光器腔内热畸变的研究

大功率激光器中由增益介质热畸变产生热透镜效应,导致激光器的性能下降.采用基于MEMS技术加工的微变形反射镜作为激光器谐振腔的一部分,能实时补偿热透镜效应,提高激光器的输出功率.推导了热畸变与微变形镜镜面形变量、反射镜驱动单元上电压的关系并进行了实验.实验结果表明,在初始功率为287 mW、383 mW、482 mW和800 mW的情况下使用微变形镜进行补偿,可以将功率提高到437 mW、710 mW、894 mW和993 mW,在理论和实验上证明了使用微变形镜可以改善激光器腔内热畸变.     

激光棒位置对热不灵敏凹凸腔运转特性的影响

以典型商用凹凸谐振腔为例，系统地分析了激光棒位置对热不灵敏腔运转特性的影响，对有关结果进行了讨论．     

高功率高重复频率全固态激光器热透镜效应补偿与分析

将kHz高功率固体激光器增益介质当作厚透镜处理,建立了热透镜效应分析的理论模型,使用矩阵的方法对等效热透镜腔进行分析.对增益介质抽运均匀性进行了改善,通过分析模拟计算结果,设计了混合非稳腔结构,选择了最佳凸面镜曲率半径对热透镜效应进行补偿.试验结果表明,补偿效果明显,kHz高功率全固态激光器的光束发散角优于1.3 mrad.     

Highly Efficient Self-Starting Femtosecond Cr:Forsterite Laser

We report a highly efficient and high power self-starting femtosecond Cr：forsterite laser pumped by a 1064-nm Yb doped fibre laser. Five chirped mirrors are used to compensate for the intra-cavity group-delay dispersion, and the mode-locking is initiated by a semiconductor saturable absorber mirror （SESAM）. Under pump power of 7.9 W, stable femtosecond laser pulses with average power of 760mW are obtained, yielding a pump power slope efficiency of 12.3%. The measured pulse duration and spectral bandwidth （FWHM） are 46 fs and 45 nm; the repetition rate is 82 MHz.     

A Traveling-Wave Model of Laser Diodes with Consideration for Thermal Effects

We investigate the static and dynamic thermal effects using the large-signal traveling-wave model of laser diodes. To cope with the substantial difference in the time constants of the thermal and the optical processes, a simple and efficient iteration method is proposed and demonstrated. Therefore instead of following the time sequence constrained by the finite difference time interval, by the iteration method, we can easily locate the equilibrium point of both the thermal and optical states. Both static and transient states of a laser diode with consideration of the thermal effects are simulated. The various thermal time constants of directly modulated distributed feedback lasers observed recently are explained based on the thermal traveling-wave model.     

超宽带近红外和蓝光飞秒激光脉冲产生的实验研究

增益介质中泵浦光束提供的软光阑效应对于实现克尔透镜稳定锁模及其超宽带光谱脉冲的产生具有非常重要的作用.实验上首先对半导体泵浦全固化钛宝石飞秒激光器的锁模动态特性进行了研究,在4 W绿光泵浦状态下获得了平均输出功率为570 mW、中心波长在794 nm～835 nm范围内调谐、光谱带宽最大可达135 nm的近红外光脉冲输出,其相应的时域变换极限脉冲宽度均小于10 fs.另外,将光束聚焦在超薄BBO晶体上,获得了中心波长在418 nm～429 nm之间调谐、光谱宽带时域变换极限小于15 fs的蓝光飞秒脉冲.     

Pulse Evolution Characteristics in Self-Similar Mode-locked Fibre Laser

A self-similar mode locked fibre laser is studied based on a numerical model. By introducing a dimensionless factor k to characterize the pulse shape, the self-similar pulse evolution, formation and the temporal and spectral shape changes due to the elements in the cavity are investigated throughout the laser cavity. The results show that in the self-similar mode locked fibre laser, self-similar pulse is first formed in the single-mode fibre, which is then amplified in the gain fibre. Gain bandwidth has a small influence on pulse shape, so high energy self-similar pulse can be obtained after amplification. Because net cavity dispersion directly influences the pulse width as well as peak power after compression by a pair of gratings, which can determine the pulse self-similar evolution, it is very important to control the net cavity dispersion to a certain range to obtain self-similar pulses.     

热透镜对铜蒸气激光振荡器与放大器输出光的影响

用几何光学传输矩阵方法和讨论了热透镜对铜蒸气激光非稳腔振荡器和放大器输出特性的影响，获得了与实验相符的计算结果，并提出了在振荡－放大链内热透效应的补偿方法。