SESAM实现Nd:YAG激光器被动锁模研究及皮秒脉冲测量

分析了1.06 μm半导体可饱和吸收镜(SESAM)结构及被动锁模基本原理,利用SESAM实现了脉冲式Nd:YAG激光器1.06μm激光的被动锁模,获得了稳定的皮秒激光脉冲序列输出,脉冲序列的能量为45mJ.实验上还研究了腔长对SESAM锁模效果的影响.提出一种基于迈克耳逊干涉仪的皮秒光脉冲测量方法--二次谐波自相关单次测量法,分析这种测量方法的原理并构建实验装置对SESAM被动锁模Nd:YAG激光器的皮秒激光脉冲进行测量,测得激光脉冲宽度为43.6 ps.二次谐波单次测量法具有精度较高,操作简单等优点.     

C轴YLF激光发射光谱和锁模性质

本文研究了C轴YLF晶体的光谱性质,并利用这种新型激光晶体,进行了主动锁模,被动锁模和主被动锁模实验.C轴YLF激光器直接发射1.053μm激光,锁模脉冲序列能量起伏小于±4%,脉宽起伏不大于±10%.     

基于啁啾光纤布拉格光栅的掺镱保偏锁模光纤激光研究

利用啁啾光纤布拉格光栅作为光谱滤波器和色散控制元件来控制掺镱保偏锁模光纤激光的光谱形状和腔内色散.实验装置采用线性腔设计,利用半导体饱和吸收镜作为锁模器件,实现掺镱保偏光纤激光器的被动锁模激光输出.当泵浦功率为52 mW时,获得了脉冲宽度为4.26ps,重复频率为15.7 MHz,平均功率为9.8mW的稳定锁模脉冲激光输出.输出激光中心波长为1 030nm,3dB谱宽为7.2nm,对应理想傅里叶变换极限脉宽约为150fs.     

利用被动锁模技术实现超短脉冲激光输出实验

基于被动锁模技术,设计了结构紧凑的Z型谐振腔,采用半导体可饱和吸收镜作为被动锁模元件,利用激光二极管泵浦增益线宽较宽的Nd∶YVO4晶体,最终实现了连续锁模的脉冲输出.在输入功率为8.20W时,获得了输出功率为1.72W的1 064nm连续锁模脉冲激光输出,光-光转换效率达21%,锁模脉冲重复频率为110MHz.     

自缩短效应对Kerr被动锁模激光器稳定区的影响

利用谐振腔的往返矩阵理论以及谐振腔的稳定性条件研究了锁模激光器的稳定区与激光腔内光功率的关系,从而得出在高脉冲功率下自缩短效应对Kerr被动锁模飞秒激光器的稳定区的影响.利用激光谐振腔的此性质可以对Kerr被动锁模激光器的谐振腔的设计进行优化,从而提高其锁模的可实现性以及谐振腔的稳定性.     

LD泵浦、1W输出的Nd:GdVO4半导体可饱和吸收镜连续锁模激光器

报道了激光二极管泵浦、采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现的Nd:GdVO4连续被动锁模运转激光器,得到了较大功率输出(接近1 W)的连续锁模激光.设计了四镜z型折叠激光谐振腔,在不同曲率半径的腔镜及不同的腔长条件下,分别获得了重复频率为250 MHz和100 MHz的稳定连续锁模脉冲输出.采用透过率1%的输出耦合镜,在泵浦功率为6.9 W时,得到连续锁模激光输出功率970 mW,光-光转换率达到13.7%.理论上讨论了调Q锁模的抑制措施,并结合实验结果进行了分析,得到了1063 nm稳定连续锁模激光输出,锁模脉冲光谱宽度1.2 nm(FWHM),用自相关仪测得脉宽为15.1 ps.     

半导体可饱和吸收镜被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器研究

利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术实现的超快脉冲激光器具有结构简单紧凑、脉冲序列稳定等优势,在许多领域有着重要用途,自问世以来受到国内外的广泛关注.分析了SESAM被动锁模侧面抽运固体激光器的具体要求,进行了不同条件下的SESAM被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器实验.获得了最高平均功率9.5 W,脉冲重复频率71 MHz,单脉冲能量约141 nJ的皮秒激光脉冲.对SESAM被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器进行了实验和理论分析,对实现高功率连续超短脉冲激光器进行了探讨.     

锁模激光染料盒

此染料盒用于激光激活介质为固体的被动锁模激光振荡器中,作为锁模激光振荡器的锁模染料盒。它包括振荡器谐振腔的全反射镜,和全反射镜构成一体,结构如图1所示.染料盒主要由全反射镜M和通光壁G组成,外有金属套筒.全反射镜和通光壁之间是厚度小于1mm的锁模染料溶液层。染料溶液是流动的.通光壁是一个斜截柱体,其形状和尺寸(α角比直角小得多.l较大)能保证经通光壁的空气界面部分反射的激光不经过主激光束通过的锁模染料溶液区. 此种染料盒的优点是明显的.锁模激光器输出的 全是近高斯形的激光脉冲,而且脉冲宽度较窄.不再有多峰结构,给被动锁…     

钛宝石激光抽运的被动锁模Tm:YAG陶瓷激光实验研究

本文采用连续钛宝石激光作抽运,掺杂浓度为6 at.%、长度为2.7 mm的Tm:YAG陶瓷作增益介质,通过引入半导体饱和吸收体获得了稳定的被动锁模运转.实验中获得的激光锁模功率为116.5 mW,中心波长为2007 nm,重复频率为109 MHz,通过自行搭建的腔外非共线强度自相关测量得到的脉冲宽度是55 ps.     

基于单壁碳纳米管的双向锁模掺铒光纤激光器

设计了一种没有隔离器的单壁碳纳米管双向被动锁模光纤孤子激光器.该光纤激光器由波分复用器、掺铒光纤、光耦合器、碳纳米管、单模光纤和偏振控制器组成.在环形腔的两个相反方向上,同时实现基于碳纳米管饱和吸收体的被动锁模,得到两个反向稳定脉冲序列.调节激光腔中的偏振控制器以及泵浦激光源,分析该实验装置在不同泵浦功率下的输出特性.结果表明,中心波长变化范围为1 558~1 560nm,顺时针脉冲宽度变化范围为854~959ps,逆时针脉冲宽度变化范围为247~624ps.此外,泵浦功率较大时,逆时针方向上脉冲序列分裂.     

宽光谱全正色散锁模掺镱光纤激光器

介绍了一种全正色散宽光谱被动锁模掺镱光纤激光器,利用非线性偏振旋转技术实现全正色散掺镱光纤激光器的被动锁模.当泵浦功率输出为500mW时,激光脉冲输出功率大于139mW,重复频率约为28.1MHz,脉冲宽度为3.8ps.为了进一步研究全正色散光纤激光器的宽光谱输出特性,在腔内熔接50m单模光纤,同时去除双折射滤波片,在泵浦功率为500mW时,观察到稳定锁模单脉冲耗散孤子,光谱范围为1 005~1 140nm,输出激光脉冲最大平均功率为90mW,重复频率为3.58MHz,脉冲宽度为519ps.     

可调谐锁模脉冲环形腔掺铒光纤激光器

报道了一种结构简单、波长稳定可调的被动锁模环形腔掺铒光纤激光器.利用非线性偏振旋转效应作为等效可饱和吸收体实现自起振被动锁模,通过使用光纤偏振控制器和偏振相关光隔离器作为波长调谐器件,在输出端使用输出耦合器为工作波长在1550±50 nm的宽带耦合器,实现了光纤激光器的输出锁模脉冲激光中心波长较宽范围可调谐.实验上获得了低阈值自起振,重复频率为10.23 MHz,中心波长在1548.64～1600.24 nm内连续可调,边模抑制比大于44 dB的超短脉冲输出.     

用腔内半导体可饱和吸收镜钛宝石激光器中自锁模状态的实验研究

用可饱和吸收体镜(SESAM)的掺钛蓝宝石激光器能够稳定运转在三种不同的锁模状态,即可饱和吸收体被动锁模、孤子锁模加被动锁模和KLM锁模.分析了三种自锁模的机理和SESAM的作用.对SESAM实现KLM锁模的自启动机制进行了实验观察和讨论.从该激光器的KLM锁模状态,获得了小于18飞秒的锁模脉冲序列. 关键词： 半导体可饱和吸收镜 自锁模 钛宝石激光器     

掺钛蓝宝石激光器实现飞秒级自聚焦锁模运转

自1989年Goodbellt等人利用被动锁模方式第一次实现了掺钛蓝宝石激光锁模以来,人们利用多种锁模方式实现了掺钛蓝宝石激光器的锁模运转,其中特别引起广泛兴趣的是利用激活介质自聚焦效应实现掺钛蓝宝石激光器的自锁模,并于1991年达到了几十飞秒至几百飞秒的锁模运转,成为当今超快激光领域研究的前沿和热点.天津大学超快激光研究室经过几个月的研究于最近在我国首次实现了掺钛蓝宝石自聚焦锁模运转,脉冲宽度达到比184fs.     

石墨烯被动锁模全正色散掺镱光纤激光器中的暗脉冲及其谐波

报道了一种基于石墨烯被动锁模的全正色散掺镱环形光纤激光器. 在激光器腔中应用激光诱导沉积法制备的石墨烯可饱和吸收体, 通过调节抽运光功率和偏振控制器的角度分别得到了明脉冲及其二阶谐波, 暗明脉冲对和暗脉冲及其二、三阶谐波这三类不同的脉冲. 其中, 暗明脉冲对和暗脉冲在基于石墨烯被动锁模的掺镱光纤激光器实验中都是第一次被观察到. 本文根据实验结果结合模拟分析了暗脉冲的产生机理, 并研究对比了明脉冲谐波和暗脉冲谐波产生的原因.     

重复频率1.2 GHz皮秒脉冲全光纤掺镱激光器

研究实现了基于半导体可饱和吸收体被动锁模的高重频全光纤掺镱皮秒脉冲激光器.种子源采取环形腔结构,当抽运功率为112mW时,获得了稳定的锁模脉冲激光,其中心波长为1 064.1nm,3dB谱宽为3.6nm,脉冲宽度为4.2ps,重复频率为19.2MHz.受限于谐振腔长度,光纤激光器重复频率很难得到进一步提高.因此设计并搭建了一种基于分束器和延时光纤的全新低损耗高重频脉冲调制器,将种子激光重复频率提高到1.2GHz.该设计有效降低了脉冲在耦合过程中的能量损耗,为提高全光纤超短脉冲激光器重复频率提供了新途径.     

2089 nm调Q锁模Tm,Ho∶CaYAlO4激光器

首次采用氧化石墨烯可饱和吸收体作为锁模启动元件在Tm,Ho∶CaYAlO4激光器中实现了稳定的被动调Q锁模运转。在3%输出耦合镜下,Tm,Ho∶CaYAlO4固体激光器获得了最低为293 mW的连续光出光阈值。在腔内引入氧化石墨烯可饱和吸收体后,当吸收抽运功率增大到1859 mW时,Tm,Ho∶CaYAlO4激光器进入稳定的调Q锁模运转状态。当抽运功率达到3 W时,获得中心波长为2089 nm、斜效率为10.1%、对应最大输出功率为213 mW的被动调Q锁模脉冲,重复频率为100 MHz,调Q包络中锁模脉冲的调制深度接近100%。     

角锥棱镜腔Nd:YAG/Cr4+:YAG被动锁模激光器的研究

理论分析并数值模拟了腔内光强随角锥棱镜旋转的变化,实验证明在角锥棱镜腔Nd:YAG/Cr4 :YAG被动锁模激光器中,偏振耦合输出得到了锁模深度和锁模几率近乎100%的线偏振被动锁模脉冲输出.通过旋转角锥棱镜改变偏振耦合输出、调节腔内光强,可以得到被动锁模和被动调Q两种状态的脉冲输出,脉冲能量166.5 mJ/pulse,脉冲动静比高达59.7%.     

自由耦合输出的大模场面积光子晶体光纤锁模激光器

对一种基于高增益掺Yb³⁺大模场面积光子晶体光纤（PCF）的锁模激光器进行了简化线型腔结构的实验和理论研究.实验中直接使用塌陷打磨为0°角的光纤端面作为一端腔镜,利用其端面反馈获得了激光振荡,并进一步利用半导体可饱和吸收镜（SESAM）和光栅对的滤波作用实现了稳定的锁模运转.通过调节滤波程度,使激光器实现了从宽带滤波锁模到窄带滤波锁模的连续可调谐.在宽带滤波锁模的条件下,得到了最大平均输出功率2.2 W,单脉冲能量29.3 nJ,脉冲宽度367 fs的锁模脉冲输出;在窄带滤波锁模的条 关键词： 飞秒激光 光纤激光器 光子晶体光纤 大模场面积光纤     

基于氧化石墨烯的瓦级调Q锁模Tm:LuAG激光器

在Tm:LuAG全固态激光器中实现了以氧化石墨烯可饱和吸收体为锁模启动元件的瓦级被动调Q锁模运转.本实验装置以可调谐掺钛蓝宝石激光器作为泵浦源,测得Tm:LuAG固态激光器出光阈值最低为325mW,当吸收抽运功率达到3420 mW时,进入稳定的调Q锁模运行状态.当抽运功率达到8.1 W时,对应的最大输出功率为1740 mW,中心波长为2023 nm,重复频率为104.2 MHz,最大单脉冲能量为16.7 nJ,调制深度接近100%.