锁模光纤激光器中偏振相关输出特性的实验研究

实验观察到非线性偏振旋转锁模光纤激光器输出的偏振相关的多波长输出现象、脉冲频谱边带及其抑制现象,以及多重偏振态导致的脉冲序列峰值调制现象.分析了这些与偏振相关的输出特性的物理成因,指出多波长锁模脉冲输出现象源于激光器中器件的保偏尾纤提供了多个偏振光程;锁模脉冲频谱边带现象源于由色散波同锁模脉冲内与其偏振态相同的脉冲内部成分干涉的结果,通过调整激光偏振态使锁模脉冲演化成矢量孤子就可消除频谱边带问题;时域脉冲序列的峰值调制现象源于激光器中偏振片周期偏振调制导致的矢量孤子多重偏振态.     

被动锁模光纤激光器的多模式输出

被动锁模光纤激光器腔体结构简单,可以实现全光纤集成,是产生超短脉冲的有效方法,而非线性偏振旋转又是其中最重要、最简单的被动锁模方法。为了研究基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器存在的多种不同工作模式,采用实验方法,得到了包括正常孤子态,多脉冲束缚态,噪声像脉冲态等输出模式。结果表明,基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器存在多种不同的工作模式。     

光纤环形激光器中锁模脉冲均匀性的理论分析和实验研究

从描述双折射光纤环形激光器动力学模型出发，模拟并分析了脉冲序列在非线性偏振旋转锁模光纤激光器环形腔内的演化过程，得出光纤快慢轴与起偏器之间的角度、以及双折射强度是影响锁模脉冲序列均匀性的重要因素，通过将普通单模光纤绕制成环产生应力双折射的方法进行了验证，并获得了中心波长1566．8nm、脉宽为1．5ps的稳定短脉冲序列。     

非线性偏振旋转锁模光纤激光器数值模型

利用二能级Giles模型来计算掺铒光纤增益,并通过琼斯矩阵描述偏振控制器,提出了一种基于非线性薛定谔方程的非线性偏振旋转锁模光纤激光器的数值模型。该模型具有物理意义更加清晰、便于分析泵浦功率对锁模影响的优点。采用1.0 m长的掺铒光纤、5.8 m长的单模光纤和85:15的输出耦合器,当泵浦功率为25 mW时数值计算得到均方根宽度为0.30 ps的超短脉冲。研究了泵浦功率对锁模脉冲波形和光谱的影响,并讨论了泵浦功率与掺铒光纤中增益分布的关系。通过实验得到了锁模脉冲,其光谱形状与仿真得到的结果相似。测量了不同泵浦功率下脉冲的平均功率,变化趋势也与理论值吻合。     

全正色散被动锁模掺镱全光纤环形激光器

采用976 nm半导体激光器为泵浦源,高掺杂Yb3+光纤为增益介质,利用非线性偏转效应实现被动锁模.得到了中心波长为1046 nm,光谱宽度为24 nm,脉冲宽度为54 ps,平均输出功率为93 mW的超短脉冲.通过缩短腔长,获得了较高的重复频率,达到41 MHz.     

双波长可切换飞秒锁模光纤激光器

报道了基于非线性偏振旋转技术的双波长可切换飞秒锁模光纤激光器.通过改变泵浦功率以及偏振控制器状态,激光器在波长1533.2 nm和1557.2 nm处可实现双波长锁模,两个波长的间隔为24 nm.在这两个波长之间还可实现可切换运作,对应的3 dB带宽分别为5.53 nm和4.69 nm,脉冲宽度分别为730 fs和89...     

正色散腔被动锁模掺铒光纤激光器的理论分析

对观察到的正色散腔被动锁模掺铒光纤激光器的实验现象进行了理论分析.采用Master方程对被动锁模脉冲的静态特性进行数值模拟,结果显示正色散腔可以满足稳定性条件,能够获得稳定的被动锁模脉冲,并且正色散腔内的脉冲具有很强的啁啾特性.根据耦合非线性薛定谔方程,对正色散腔内稳定脉冲的动态形成过程进行模拟,初始的宽时域小信号经过在腔内多次运转后逐渐被放大并压窄,最终形成稳定的锁模脉冲.对在该腔内观察到的多脉冲共存现象进行分析,结果表明多脉冲共存是由于脉冲峰值功率的增加受到腔内功率透过率的限制所致,并对多脉冲在腔内的演变过程进行数值模拟,其结果与实验相吻合.     

被动调Q锁模掺镱光纤激光器

报道了基于偏振旋转技术等效快可饱和吸收体的被动调Q锁模光纤激光器,采用976 nm半导体激光器作为抽运源,高掺杂浓度的Yb3 光纤作为增益介质构成环形腔,通过调节抽运光功率和偏振控制器的角度得到了调Q,调Q锁模与锁模三种稳定的输出脉冲。获得的锁模脉冲中心波长为1.05μm,重复频率为20 MHz,脉冲光谱宽度为13.8 nm,抽运功率为270 mW时,锁模平均输出功率为15.82 mW;调Q频率为17.54 kHz,调Q脉冲宽度为8μs,光谱宽度为4.7 nm;调Q锁模中调Q重复频率为300 kHz。     

非线性偏振旋转锁模Yb3+光纤激光器的理论分析

本文对非线性偏振旋转锁模Yb~(3 )光纤激光器进行了理论分析,通过数值模拟方法证明,采用非线性偏振旋转的锁模机制,利用掺Yb~(3 )光纤工作在正色散区的特性,在掺Yb~(3 )光纤组成的环形腔激光器中,可形成能量较大的光脉冲。对该脉冲在腔外进行压缩,可得到高能量的超短光源。     

被动锁模光纤激光器中双波长脉冲的产生

报道了从一个典型的基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器中产生双波长锁模脉冲的研究。双折射诱导的波长相关腔传输使得激光器能同时在2个或多个波长上振荡,本文设计的激光器中最多有3个波长同时产生。由于偏振相关隔离器(PDI)引入的另外偏振相关腔损,通过调节偏振控制器(PC),3个波长中的任意2个能同时共振,并同时锁模。此外,双波长脉冲中2个不同波长的脉冲会相互作用,并通过交叉相位调制形成各种各样的调制格式。     

非线性偏振旋转效应对主动锁模光纤激光器脉冲成形及稳定性的影响

讨论了非线性偏振旋转效应对主动锁模光纤环形激光器脉冲成形及稳定性所起的作用。定性分析和实验结果均表明，适当控制腔内非线性偏振旋转，可形成一种特殊状态，在这种状态下，非线性偏振旋转效应同时起到压窄脉冲和改善稳定性的作用。     

光纤激光器锁模技术研究进展

锁模光纤激光器能够产生超短脉冲,在众多领域中有着广泛的应用前景。概述了光纤激光器锁模实现技术的基本原理、典型结构和最新研究进展,分析了主动锁模、被动锁模和混合锁模技术的优缺点,并对多波长锁模、拉伸脉冲锁模和基于光子晶体的锁模光纤激光器的最新研究情况进行了介绍和分析。展望了锁模光纤激光器研究的发展方向和急需解决的问题。     

超低重复频率全光纤被动锁模掺铒光纤激光器

报道了一种新颖的全光纤超长环形腔掺铒光纤激光器。该激光器采用非线性偏振旋转(NPR)技术实现自启动锁模,除了NPR元件外,其余全部由单模光纤(SMF)元件组成。通过加入4km的SMF构成长达4.046km的环形腔,产生了重复频率为50.92kHz的稳定锁模脉冲,最大平均输出功率为2.73mW,对应的单脉冲能量为53.61nJ。     

锁模光纤激光器的研究进展

锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点,近年来获得了快速发展。根据锁模原理可将锁模光纤激光器分为三类:主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器、主被动混合锁模光纤激光器。本文对各类锁模光纤激光器的关键技术和研究进展作了较为详细的介绍,并展望了其应用前景。     

锁模光纤激光器

本文综述了两种腔型－“８”字形腔和环形腔锁模光纤激光器各种锁模方法的基本结构及国外研究情况，详细讨论了它们的工作原理，评述了各自的优缺点。     

被动锁模光纤激光器的自启动机理的理论研究

本文在考虑光纤激光器的偏振引起的交叉相位调制的情况下研究了光纤激光器的被动锁模的自启动机理，建立了以激光场耦合方程为基础的光纤激光器工作的理论模型，并就该激光器连续工作时的不稳定性作了详细分析。结果表明，被动锁模的自启动可由光纤激光器连续工作的不稳定性产生。     

全保偏非线性偏振环形镜锁模掺铒光纤激光器

研究了基于非线性偏振环形镜锁模的全保偏光纤激光器锁模机制。在非线性偏振环形镜中,用偏振分束器取代传统的非线性放大环形镜锁模激光器中的光纤耦合器,并辅以非互易性元件和增益光纤,作为全保偏光纤激光器中实现稳定锁模的核心器件。构建了一台基于非线性偏振环形镜的掺铒光纤锁模激光振荡器,实现了重复频率75 MHz,时域脉冲宽度141 fs,总输出功率约30 mW的稳定锁模脉冲序列输出。该激光器具有双向输出,且通过调节腔内波片可调节输出功率。此外,对激光器输出功率和重复频率的稳定性进行了评价,在自由运转情况下,1 h内输出脉冲序列的平均功率波动小于0.05%,重复频率的1 s相对稳定度为2.010-8。该结构的全保偏光纤激光器可开机自启动锁模,且环境稳定性高、重复频率较高、脉冲宽度窄,能满足激光测距、激光加工、激光光谱成像、航天等应用对超短脉冲光源的需求。     

被动锁模光纤激光器的研究进展

被动锁模光纤激光器以其结构简单和紧凑而倍受关注,是未来时分复用(OTDM)光通信系统、光传感和光探测等的理想光源.介绍了当前被动锁模光纤激光器的研究进展,分析了其工作原理、锁模方法、特点及关键技术,最后对其应用前景作了展望.