基于啁啾光纤光栅的掺Yb3+光纤激光器

啁啾光纤光栅可用于光纤色散补偿及脉冲压缩。该文从光纤光栅的耦合模方程出发，对中心波长为1053nm的啁啾光纤光栅进行了研究，数值分析了啁啾光纤光栅长度、耦合函数、啁啾系数、切趾技术等因素对啁啾光栅反射率、时延特性、色散特性、压缩特性的影响，并将结论应用于掺镱超短脉冲光纤激光器的设计，提出基于啁啾光纤光栅的全光纤环形腔连接方案。与其它非全光纤结构光纤激光器相比，这种结构具有更小的损耗和更高的效率。     

窄线宽高信噪比可调谐掺Er3+光纤激光器

基于偏振态调谐原理,利用多个偏振控制器在环形腔掺Er3+光纤激光器中实现了连续可调谐、窄线宽、高信噪比的单频激光输出.连续调谐宽度达22 nm (1538～1560 nm),3 dB谱线宽度小于0.1 nm,光信号-自发辐射噪音比大于45 dB,最大输出功率约1 mW.在10～50 mW泵浦功率范围内,输出功率波动幅度小于1 dB.在室温下,工作数十个小时,中心波长漂移小于0.05nm.     

DBR掺镱光纤激光器激射波长的研究

对基于一少量模光纤光栅和一普通光纤光栅的分布布喇格反射掺镱光纤激光器的激射波长进行了详细研究.通过对普通布喇格光栅的中心波长进行调谐,发现激射波长始终是由两光栅卷积的最大值所确定的等效反射峰值相对光栅反射峰值的偏移以及激射波长相对等效反射峰值的偏移两种机理共同决定的,通过实验证明两种偏移量均不受限于光纤光栅的带宽.对实验结果进行了分析总结.     

光纤光栅选频环形腔掺Yb3+光纤激光器

采用自行研制的掺Yb^3 单模光纤和新颖的全光纤连接方案,实现了1060nm窄线宽、环形腔光纤激光器的成功运转。从理论和实验上探讨了耦合器输出比对激光器输出性能的影响,对不同光纤长度所构成的激光器进行了实验研究,发现在现有实验条件下12m为最佳长度。入纤抽运阈值功率约为30．2mW,当入纤功率达最大值42．8mW时,得到最大激光输出7．5mW,半峰全宽≤0．2nm,相对于入纤抽运功率的斜率效率为61．7％。     

后腔镜对掺镱双包层光纤激光器输出特性影响研究

使用国产掺镱双包层光纤搭建了双包层激光器实验系统.将透射率不同的反射镜作为后腔镜进行了激光器输出激光光谱和功率测量.根据激光器数学模型和增益理论,分析了实验中后腔镜参量对激光器输出特性的影响,并深入讨论了后腔镜透射率与激光器输出波长之间的关系.实验表明：后腔镜与激光器输出激光功率和波长紧密联系,通过调节后腔镜的透射率可以优化系统的输出激光特性.     

光纤环形镜线形腔掺Er3+光纤激光器输出特性的数值分析

在分析光纤环形镜工作原理的基础上,给出了基于光纤环形镜的线形腔掺Er3+光纤激光器相位和幅度的振荡条件.通过求解速率方程,理论分析了其输出特性,获得了稳态条件下激光器输出功率、阈值泵浦功率和斜率效率的解析表达式.推导出激光器工作所需掺Er3+光纤最短长度,并在给定泵浦光功率时,在特定输出波长上获得最大输出功率所需最佳掺Er3+光纤长度的表达式,且通过实验进行了验证.     

双包层光纤光栅选频双包层光纤激光器

双包层光纤激光器中多采用法布里珀罗(F-P)线形腔结构,谐振腔为一只二向色镜和光纤端面菲涅耳反射镜(反射率约为4％)构成,这属于一种有缺陷的腔结构,其稳定性不好,产生激光的波长很难得到有效控制,后腔镜不能精确选择激光器的输出波长,激光器的输出谱线较宽。在某些对激光波长有明确要求的应用中,该结构会受到限制。采用布拉格光纤光栅作腔镜,利用其窄带滤波特性,可以得到窄线宽的激光输出,目前报道的作为腔镜的布拉格光纤光栅为在单包层光敏光纤上制作而成,然后分别将不同反射率的光纤光栅与双包层增益光纤熔接,这给腔镜与双包层光纤之间带来很大的耦合损耗,影响了激光器的功率输出。该文报道了用相位掩模法在双包层光纤芯上写入了布拉格光纤光栅,并把此光纤光栅做为后腔镜．对长度为10m、20m的D形掺Yb^3 双包层光纤激光器进行实验研究,在1058nm附近得到稳定的窄线宽激光输出,3dB带宽为0．329nm。激光器最大输出功率为570mW。最后对实验结果进行了理论分析。     

后腔镜对掺Yb3+双包层光纤激光器性能影响的研究

采用自行研制的内包层为矩形的掺Yb^3 双包层石英光纤，以透射率不同的一组二向色镜为后腔镜构成了双包层光纤激光器。实验证明：后腔镜具有较高透射率为佳；后腔镜可以实现对激光波长的控制；激光斜率效率与后腔镜透射率之间的关系符合指数变化规律，在本实验的条件下，斜率效率的最大值约60％。     

掺Yb3+光纤环形激光器研究

报道了采用环形腔结构,使用偏振敏感的光隔离器构成掺Yb3+光纤激光器激光输出特性研究结果.用976 nm半导体激光器作为泵浦激光,获得了2.35 mW的最大输出功率,激光的中心波长为1.0537 μm,泵浦阈值功率为42 mW.在改变腔内偏振控制器的状态时,激光器的输出波长移动到1.066 μm.在时域,实验观测到掺Yb3+环形激光器的自脉动信号输出.     

Multi-Wavelength-Switchable Double Clad Yb3+-Doped Fiber Laser Based on Reflectivity Control of Fiber Bragg Gratings by Induced Bend Loss

We propose and demonstrate an all-fiber multi-wavelength switchable double-clad Yb³⁺-doped fiber laser based on the reflectivity cavity control by induced bend loss. The wavelength switching is realized by a variable reflecting mirror that employs a cascaded array of three high reflection (>99%) fiber Bragg gratings at 1064, 1080 and 1096 nm, with a bending controller inserted between each grating. The order of the Bragg gratings is decided according to the gain profile of the Yb³⁺-doped fiber and the induced bending loss allows us to select the Bragg-wavelength laser operation. The laser is capable of switching continuously from one wavelength to another, and slope efficiencies over 50% are obtained at each wavelength.     

Yb3+：Pr3+：ZBLAN光纤中4f5d上转换激发的理论研究

利用粒子数速率方程和相关的辐射跃迁理论,计算了Yb³⁺:Pr³⁺:ZBLAN光纤中Pr³⁺离子4f5d能级两步上转换激发的动力学过程.得到不同Pr³⁺掺杂浓度下,激发光的光谱强度和粒子数密度的纵向分布和有效光纤长度随激发光的光谱强度的变化关系.另外,还得到了4f5d荧光强度与入射光强、光纤长度和Pr³⁺掺杂浓度的关系,给出了激发效率与激发光的光谱强度和Pr³⁺掺杂浓度的关系.     

基于掺铒光纤/喇曼混合放大的光纤激光器布喇格光栅传感系统

提出了一种提高长距离光纤布喇格光栅信噪比以进行准分布测量的新方法.该方法基于掺铒光纤/喇曼混合放大的光纤激光器结构,掺铒光纤和滤波器构成的环形结构产生激光作为光源,喇曼光纤放大器对布喇格光栅信号进行低噪音的双向放大,置于远处的掺铒光纤利用剩余的泵浦功率产生自发辐射光和放大传感信号,为远处掺铒光纤之后的布喇格光栅传感器提供信号光以及补偿由于长距离传输造成的光纤损耗.实验显示,与使用宽带光源的传感方式相比,系统的性能得到显著提高,仅使用小功率泵浦,分布在50 km光纤上的FBG均获得了超过58 dB的优良信噪比.     

Yb3+相移分布反馈光纤激光器的理论分析

对相移分布反馈掺Yb^3 光纤激光器进行了理论分析，发现当相移为π时，增益阈值最小，相移越远离π，增益阈值越大，信号波长越偏离布拉格波长；随着光纤光栅耦合系数的增加，激光器的增益阈值越小，输出功率越大；相移分布反馈光纤激光器的正向和反向输出持性与光纤光栅的相移点的位置有关。     

LD泵浦掺镱双包层光纤激光器的理论研究

对线形腔LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器进行研究,通过数值模拟,分析了不同泵浦方式下的泵浦光、激光输出功率和增益特性在光纤中的分布。结果表明,单端后向泵浦输出功率率较高,对于小功率光纤激光器则是最佳选择。进一步又研究了单端后向对称泵浦输出功率与光纤长度及腔镜反射率的影响,为提高光纤激光器的输出功率提供了理论和实验依据。     

超短脉冲掺Yb3+光纤激光器实验研究

报道了掺Yb3+光纤激光器产生超短脉冲的实验研究超短脉冲激光器抽运源采用波长为976 nm的半导体激光器,采用非线性偏振旋转相加脉冲锁模技术,通过调节偏振控制器的方向,实现了掺Yb3+光纤激光器的稳定锁模输出,获得了最大输出功率为7.02 mW,脉冲激光光谱宽度为6 nm,重复频率为13.7 MHz.     

Pr(0.5):ZBLAN的双频激发上转换发光的研究

报道了Pr(0.5):ZBLAN玻璃在双频双光束光源激发下的激发态上转换现象.发现上转换发射谱的荧光与常规荧光发射谱的荧光一致，还发现双频激发下的上转换激发谱有3个明显的谱峰，它们依此对应于788.5nm 1G4→3P2,850.5nm 1G4→1I6和805.0nm 3H6→1D2的激发态吸收跃迁，而大的850.5nm上转换激发谱峰是由大的1G4(Pr3+ )→1I6(Pr3+)跃迁的振子强度f=23.04×10-6所致.这说明起源于1G4能级的激发态吸收上转换尤其1G4(Pr3+)→1I6(Pr3+)     

Tm3+:Ho3+共掺石英光纤激光器的实验研究

用铥钬共掺石英光纤,在钛宝石激光泵浦下,获得了波长为1870 nm、最大功率为240 mW的单模激光输出,斜率效率接近31％这是目前用该类光纤获得的最高转换效率研究了输出激光功率、输出光谱随泵浦功率、激活光纤长度的变化关系,并对相应结果进行了分析     

The study of two-color excitation upconversion of Pr(0.5)Yb(3):ZBLAN

The excited state absorption upconversion of Pr(0.5)Yb(3):ZBLAN glass material, under two-color excitation of the 960 nm semiconductor laser and the Xe lamp light simultaneously, is reported in this article. It was found that the upconversion emission spectra of 480.1, 519.0, 601.9 and 631.8 nm coincide with the common emission spectra. Meanwhile, the upconversion-excitation spectrum has three obvious peaks under two-color excitation, and they respectively correspond to the 856.0 nm upconversion excitation transition [¹G₄(Pr³⁺)→¹I₆(Pr³⁺) and ¹G₄(Pr³⁺)→³P₁(Pr³⁺)], the 789.0 nm upconversion excitation transition ¹G₄(Pr³⁺)→³P₂(Pr³⁺), and the 803.7 nm upconversion excitation transition ³H₆(Pr³⁺)→¹D₂(Pr³⁺). The upconversion excitation transition ¹G₄(Pr³⁺)→¹I₆(Pr³⁺) is strong because its oscillator strength f = 23.040×10⁻⁶ is large, which results in a large peak appearing in the upconversion excitation spectrum. That is just the new interesting two-color excitation upconversion luminescence phenomenon of Pr(0.5)Yb(3):ZBLAN induced by one laser and one continuous normal light simultaneously.     

1083nm窄线宽单频掺镱光纤激光器

提出了一种低噪声、线宽小于4 kHz、波长为1 083 nm的线形腔单频光纤激光器.该激光器引入了偏振控制器来消除线形腔内的空间烧孔效应,从而抑制了多纵模振荡.实验结果表明:泵浦功率在40～200 mW范围内时,可获得稳定的单纵模振荡,且最大输出功率可达46 mW,光学信噪比大于60 dB,其光光转换效率和斜率效率分别为23％和33.3％％;经过1h的观察,测得的激光输出功率以及光谱不稳定性分别小于3％和0.9％;在整个观察期内,没有出现模式跳跃和模式竞争现象.     

A Tunable Er3+-Doped Fiber Laser by Use of an Integrated Optics Mach-Zehnder Interferometer

Wavelength tunability of an Er³⁺-doped fiber laser is reported by the use of an integrated optics Mach-Zehnder interferometer driven electro-optically. A pump laser threshold of 5 mW and a continuous tunable band from 1530 nm to 1554 nm are achieved with a drive voltage varying between 0 to +7 volts. An evaluation of the design and improvements are given based on the experimental and theoretical analysis.