基于非线性光纤环形镜被动锁模掺铒光纤激光器

研究了一种基于非线性光纤环形镜\"8\"字形谐振腔结构的波长可调谐被动锁模掺铒光纤激光器,该激光器通过将偏振控制器加在耦合比为30/70的2×2光纤耦合器首尾相连的环内,在整个谐振腔的右端搭建了一个Sagnac环形滤波器.当泵浦功率为270 mW时,锁模光纤激光器输出了中心波长为1555.7 nm的传统孤子,其光谱的3-d...     

自启动被动锁模掺铒光纤激光器的研究

在非线性光纤环形镜非线性开关效应和块状半导体波导饱和吸收效应的共同作用下，实现了掺铒光纤激光器的自启动被动锁模，获得了十分稳定的锁模脉冲序列，观察到高次谐频锁模脉冲输出。分析了非线性光纤环形镜的非线性开关反射特性。     

大模场面积光子晶体光纤耗散孤子锁模激光器

研制了一种基于掺Yb3+的双包层大模场面积偏振光子晶体光纤的耗散孤子锁模激光器.利用数值模拟分析了光纤激光器中耗散孤子动力学过程,与全正色散锁模激光器相比,脉冲窄化机理更加丰富,半导体可饱和吸收镜(SESAM)的非线性吸收,啁啾脉冲的光谱滤波以及光纤的增益色散同时起作用,这些因素使耗散孤子锁模更加容易实现,并且稳定运行.其中,光谱滤波的耗散过程是稳定锁模机制的主导因素,滤波片能够在频域和时域同时窄化脉冲,并且去除脉冲啁啾,限制脉冲在腔内始终小于1ps.在实验上实现了无色散补偿腔中直接输出脉冲宽度777fs,最高平均功率达到1W,重复频率48·27MHz,对应单脉冲能量20nJ的飞秒激光.     

高重复频率全光纤被动锁模掺铒光纤激光器

报道了一种高重复频率全光纤非线性偏振旋转锁模掺铒光纤激光器, 获得了重复频率217 MHz的锁模脉冲输出. 该激光器使用一个偏振相关隔离器和一个偏振控制器即可获得稳定的锁模脉冲输出, 结构简单, 系统稳定. 激光器锁模脉冲的脉冲宽度为69 fs, 3 dB光谱宽度为56 nm, 射频频谱信噪比为76 dB.     

快速与慢速饱和吸收体被动锁模掺铒光纤激光器的理论分析

利用半导体饱和吸收波导作为慢速饱和吸收体与非线性快速饱和吸收体相结合,建立了共同被动锁模掺铒光纤激光器的理论模型-分析了半导体饱和吸收波导、光纤自相位调制和自振幅调制对锁模脉冲宽度和脉冲啁啾的影响-关键词：     

有理数谐波主被动锁模掺铒光纤激光器

在理论上详细分析了利用非线性光学环形镜（NOLM）来减小输出脉冲幅度波动,消除噪声并对脉冲进行压缩整形的物理机制。在主动锁模掺铒光纤环形激光器中（AHML－EDFL）接入一个非线性光学环形镜,形成结构新颖的主被动锁模掺铒光纤激光器（APHML－EDFL）,利用非线性光学环形镜所具有的饱和吸收体功能,成功地制抑了4阶有理数谐波锁模（RHML）中较大的幅度噪声,在1GHz量级的调制频率下,由主被动锁模掺铒光纤激光器获产生重复频率为5．1GHz,幅度相当稳定的4阶有理数谐波锁模脉冲序列。     

基于非线性放大环形镜的波长可调谐耗散孤子锁模光纤激光器

报道了一种基于非线性放大环形镜的“8”字形腔波长可调谐锁模掺镱光纤激光器。当泵浦功率为240mW时,光纤激光器输出中心波长在1064.1nm处的耗散孤子,其光谱3dB带宽为7.7nm,重复频率为18.8MHz,输出光信噪比高达71.2dB,脉冲宽度为867fs。分别通过调节偏振控制器和泵浦功率实现了锁模光纤激光器在1032.8~1065.1nm以及1037.4~1041.9nm内调谐输出。探究了不同锁模状态下的光谱与脉冲特性,获得了时间带宽积接近傅里叶变换极限的高斯型脉冲。该光纤激光器结构简单,易于调谐,稳定性好,可为实现波长调谐、耗散孤子锁模提供技术参考。     

基于氧化铜可饱和吸收体的掺铒光纤激光器

报道了一种基于氧化铜（copper oxide, CuO）材料可饱和吸收体（saturable absorber, SA）的孤子锁模掺铒光纤激光器（erbium-doped fiber laser, EDFL）。通过将液相沉淀法制备的氧化铜沉积在锥形光纤上作为SA被动锁模器件。当泵浦功率为233.6 mW时,在中心波长1 530.2 nm处获得了脉冲宽度为1.23 ps的传统孤子,其基本重复频率为5.34 MHz,脉冲能量和平均输出功率分别为1.37 nJ和2.2 mW。此外,当泵浦功率增加到329 mW时,首次在中心波长1 529.6 nm处观察到了束缚态孤子脉冲,其光谱调制周期为3 nm,脉冲分离度为2.6 ps。研究结果表明,CuO材料是超快光纤激光器的良好SA候选材料。     

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.     

全正色散耗散孤子掺镱光纤激光器

研究了一种基于非线性偏振旋转被动锁模没有进行色散管理的全正色散掺镱光纤激光器,在无外加滤波器的情况下实验产生了锁模耗散孤子脉冲.耗散孤子的形成是激光器中正光纤色散、非线性效应、腔传输、增益饱和和滤波效应综合作用的结果.实验产生的锁模耗散孤子脉冲能量达1.1nJ.此外,对激光器的数值模拟结果与实验结果相一致,证实了全正色...     

高功率全正色散锁模掺Yb3+双包层光纤飞秒激光器

以芯径为30 μm的掺Yb³⁺双包层光纤为增益介质, 利用非线性偏振旋转技术以及光栅-小孔结构组成的光谱滤波器提供有效的振幅调制, 实现了稳定的全正色散耗散孤子锁模运转. 激光器直接输出重复频率为76.6 MHz、平均功率达6.3 W的超短脉冲, 单脉冲能量可达82 nJ. 直接输出脉冲宽度为1.33 ps, 经腔外压缩后的宽度为377 fs. 通过调节光栅角度还实现了输出脉冲中心波长在1025—1078 nm范围内的调谐.     

NbSe2纳米颗粒锁模的2μm光纤激光器

高重频大脉冲能量激光在基础科学研究以及通信、探测、材料加工等应用领域具有重要价值。报道了溶液法制备的过渡金属二硫化物NbSe2纳米颗粒材料的线性和非线性光学特性,并利用其2μm波段可饱和吸收特性对掺铥光纤激光器进行被动调制实现了2μm锁模激光输出。线性测量发现NbSe2纳米材料的光学吸收覆盖近红外到近中红外波段且随波长增加而降低;非线性光学测量显示NbSe2纳米材料在2μm波段的调制深度为6.5%、饱和强度为19 MW·cm^−2。然后我们把NbSe2纳米材料转移到金镜上制作成可饱和吸收器件,并对掺铥光纤激光器进行调制得到2μm耗散孤子谐波锁模激光,单脉冲能量为3.36 nJ,脉冲宽度为1.48 ns,重复频率为50.66 MHz。激光光谱的中心波长为1910.8 nm,光谱宽度为5.8 nm。首次在2μm光纤激光器中采用NbSe2纳米颗粒实现耗散孤子锁模,证明了NbSe2纳米材料在2μm波段的非线性光学调制能力,结合纳米颗粒的可集成特性,溶液法制备的NbSe2纳米材料有望成为一种新型的宽谱非线性光电调制材料/器件。     

Dual-wavelength dissipative soliton operation of an erbium-doped fibre laser using a nonlinear polarization rotation technique

We report on the generation of dual-wavelength dissipative solitons in a passively mode-locked fibre laser with a net normal dispersion using the nonlinear polarization rotation (NPR) technique. Taking the intrinsic advantage of the intracavity birefringence-induced spectral filtering effect in the NPR-based ring laser cavity, the dual-wavelength dissipative solitons are obtained. In addition, the wavelength separation and the lasing location of the dual-wavelength solitons can be flexibly tuned by changing the orientation of the polarization controller.     

孤子分子/类噪声脉冲可切换的混合锁模光纤激光器

不同类型脉冲之间的演化是被动锁模光纤激光器丰富动力学的体现。报道了一种可实现多种脉冲切换的混合锁模光纤激光器,当泵浦功率为400 mW时实现了孤子分子、谐波锁模、孤子簇之间的相互切换。增加泵浦功率至600 mW时获得了类噪声脉冲输出,对应的输出功率和单脉冲能量分别为15.2 mW和0.86 nJ。通过调节偏振控制器实现了类噪声脉冲中心波长从1 895 nm到1 930 nm可调谐。所搭建的激光器具有锁模脉冲可切换,波长可调谐,能自启动等优点。     

基于高能量耗散型脉冲掺铒光纤激光器的实验研究

在正色散掺铒光纤激光器中,利用非线性偏振旋转技术实现自启动锁模,得到了具有极大光谱宽度的高能量、无波分裂耗散型脉冲.该耗散型脉冲的形成是腔内增益、损耗、非线性偏振旋转、正色散和其他非线性效应等共同作用的结果,其形成机理与传统的负色散激光器完全不同.当抽运功率为500mW时,该类型脉冲的光谱覆盖了1530—1660nm范围,半高全宽光谱宽度可达42nm以上.脉冲具有极大的正啁啾,其时间带宽积为483,而单脉冲总能量最大可达34.4nJ.     

基于液晶空间光调制器进行光谱调制的飞秒啁啾脉冲放大系统

超快激光器凭借其脉宽窄、光谱宽、峰值功率高等特点,在工业、医疗、科研等许多领域有着重要应用。通过在“9”字腔内进行色散补偿,激光器可以同时实现宽光谱输出与自启动锁模,当泵浦功率为160 mW时,光谱中连续光成分消失,两输出口的光谱半高全宽为22.6 nm和26.2 nm,压缩后脉冲宽度达到143 fs和128 fs。在自由运转情况下,1 h内输出激光的平均功率均方根值（root mean square, RMS）为0.1%。所设计的激光器具有光谱宽、集成度高、稳定性强的优点,能够满足微纳加工、生物光学、光谱探测等领域对超快激光的应用需求。

     

Different operation states of soliton pulses in an erbium-doped fibre ring laser

We report on the experimental observation of soliton pulses in an erbium doped fibre ring laser. The passive mode-locking is achieved using the nonlinear polarization rotation technique. By adjusting the pump power and the intracavity polarization controllers, a normal soliton, a stable 8th harmonic mode-locked pulse and a noise-like pulse have been observed in our laser. The experimental results revealed that the noise-like pulse is not suitable for the optical telecommunication, and in order to obtain the stable harmonic mode-locked soliton, a strong unstable CW laser field is necessary to mediate global soliton interaction. The formation mechanism of the harmonic mode-locked pulse has also been analysed.     

Soliton shaping of dispersive waves in a passively mode-locked fibre soliton ring laser

We have studied the mechanism of soliton formation in a passively mode-locked fibre ring laser when the gain is increased. We show experimentally that new soliton pulses in the laser are generated by soliton shaping of dispersive waves. Our observation is further confirmed by numerical simulations where an improved model is used that takes into account explicitly the polarization dispersion effect and discrete saturable absorber effect.