基于纯水可饱和吸收体的1.9μm波段被动调Q和锁模掺铥光纤激光器

构建了纯水作为可饱和吸收体的被动调Q和锁模掺铥光纤激光器.通过陶瓷套管将纯水固定在两个光纤跳线头之间,调整水层厚度可以分别实现调Q和锁模操作.调Q状态下的最大输出功率为0.531 mW,此时的重复频率为53.45 kHz,脉冲宽度为3.01μs.锁模状态下的最大输出功率为2.28 mW,重复频率为17.69 MHz,脉冲宽度为1.42 ps.本文使用纯水作为可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器,其具有皮秒级的响应时间、低廉的价格和极高的损伤阈值,可为掺铥全光纤脉冲激光器提供一种新方案.     

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：     

基于石墨烯可饱和吸收体的纳秒锁模掺铥光纤激光器

报道了一种基于石墨烯可饱和吸收体的纳秒锁模掺铥光纤激光器.该激光器采用环形腔结构,利用自制的三层石墨烯薄膜作为可饱和吸收体实现锁模.同时在腔内插入一个窄带光纤光栅,约束腔内起振的纵模数,适当调节抽运功率和偏振控制器的角度,得到了重复频率为3.8 MHz、脉宽在3.8—94.3 ns之间灵活可调的2μm纳秒锁模脉冲输出,整个脉宽调节范围超过90 ns.此外,由于获得的兆赫兹纳秒锁模脉冲时间带宽积在49—1119范围内,即存在强烈的啁啾,因而可作为2μm波段啁啾脉冲放大系统中的种子源使用.     

高损伤阈值可饱和吸收体锁模脉冲光纤激光器的研究进展

光纤激光器作为推动各领域发展的基础硬件,在轨道交通、光纤通信、新材料制造、动力电池加工、军事国防和医疗等领域都有广泛的应用价值.光纤激光器被动锁模技术的核心器件是可饱和吸收体,它对光纤激光器实现高能量、窄脉宽、大功率的激光输出起决定性作用.依托传统材料和传统结构的可饱和吸收体,由于无散热机制,光作用到材料上的光斑大小与光纤出射直径几乎相同,容易超过可饱和吸收体的损伤阈值从而造成损坏.因此,调整可饱和吸收体制备工艺和结构,对于提高可饱和吸收体的损伤阈值,实现性能优良、稳定性高的脉冲激光具有重要意义.本文综述了高损伤阈值可饱和吸收体国内外研究现状,指出了高损伤阈值可饱和吸收体可能的发展方向.     

基于金属/介质混合反射镜的高调制深度半导体可饱和吸收镜锁模的飞秒光纤激光器

介绍了一种新型半导体可饱和吸收镜(SESAM)的原理与特性,并用它来实现掺铒光纤激光器的锁模飞秒脉冲的生成.这种新型宽带SESAM调制深度可以达到20%,用在1.5μm波段的环形腔掺铒光纤激光器里,实现自启动锁模.锁模光谱以1559 nm为中心,半峰全宽为9 nm,锁模激光脉冲串重复频率为25.6 MHz,输出功率14 mW,自相关仪测得脉宽为170 fs.     

Raman spectra and XPS studies of phase changes in Ge2Sb2Te5 films

Ge_2Sb_2Te_5 film was deposited by RF magnetron sputtering on Si (100) substrate. The structure of amorphous and crystalline Ge_2Sb_2Te_5 thin films was investigated using XRD, Raman spectra and XPS. XRD measurements revealed the existence of two different crystalline phases, which has a FCC structure and a hexagonal structure, respectively. The broad peak in the Raman spectra of amorphous Ge_2Sb_2Te_5 film is due to the amorphous －Te－-Te－ stretching. As the annealing temperature increases, the broad peak separates into two peaks, which indicates that the heteropolar bond in GeTe_4 and the Sb－Sb bond are connected with four Te atoms, and other units such as (TeSb) Sb－Sb (Te_2) and (Sb_2) Sb－Sb (Te_2), where some of the four Te atoms in the above formula are replaced by Sb atoms, remain in crystalline Ge_2Sb_2Te_5 thin film. And from the results of Raman spectra and XPS, higher the annealing temperature, more Te atoms bond to Ge atoms and more Sb atoms substitute Te in (Te_2) Sb－Sb (Te_2).     

基于WS2可饱和吸收体的脉冲激光器研究

利用WS₂的可饱和吸收特性,在激光二极管侧面抽运Nd:YAG固体激光器Z型腔结构中分别实现了被动调Q和被动调Q锁模运转。实验表明:当泵浦电流为9.5 A时,开始启动调Q运转,当泵浦电流大于9.8 A时,调Q激光脉冲趋于稳定。当泵浦电流为12.8 A时,被动调Q输出的最大平均功率为466 mW,最窄脉冲宽度为3.205 μs,对应的重复频率为71.70 kHz,此时最大单脉冲能量为6.5 μJ。当泵浦电流达到13.4 A时,激光器实现调Q锁模运转。调Q锁模的最高输出功率为590 mW,调Q包络频率为71.98 kHz,单个调Q包络内的脉冲串重复频率123.1 MHz,每个调Q包络中包含369个脉冲,单脉冲能量为22.2 nJ。结果表明WS₂材料可以作为可饱和吸收体用于固体激光器中。     

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。     

微纳光纤镀铂金膜锁模光纤激光器

采用有限元法仿真了微纳光纤中模式在镀膜前后的能量、电场及有效折射率变化,分析了HE11、TE01、HE21和TM01模式在微纳光纤中的传输特性以及与铂金膜的相互作用原理。采用缓冲氧化物刻蚀液制作了微纳光纤并用离子喷溅法镀铂金膜,得到直径为13.2μm、铂金膜厚度为40 nm的微纳光纤器件,测试了其可饱和吸收特性,调制深度和饱和强度分别为0.57%和0.8 MW/cm²。制作了全光纤锁模激光器,锁模阈值为180 mW。锁模脉冲重复频率为17.93 MHz,脉冲宽度为103 ps,中心波长为1 031.6 nm,半高宽约为3.5 nm。     

溅射气压对Ge2Sb2Te5薄膜光学常数的影响

实验研究了氩气气压对溅射制备的Ge2 Sb2 Te5 薄膜的光学常数随波长变化的影响 ,结果表明 :随薄膜制备时氩气气压的增加 ,Ge2 Sb2 Te5 薄膜的折射率n先增大后减小 ,而消光系数k先减小后增大。二者都随波长的变化而变化 ,且在长波长范围变化较大 ,短波长范围变化较小 ,解释了溅射气压对Ge2 Sb2 Te5 薄膜的光学常数影响的机理     

Characteristics of Sn-Doped Ge2Sb2Te5 Films Used for Phase-Change Memory

Sn-doped Ge2Sb2Te5 thin films deposited on Si（100）/SiO2 substrates by rf magnetron sputtering are investigated by a differential scanning calorimeter, x-ray diffraction and sheet resistance measurement. The crystallization temperatures of the 3.58 at.%, 6.92 at.% and 10.04 at.% Sn-doped Ge2Sb2Te5 thin films have decreases of 5.3, 6.1 and 0.9℃, respectively, which is beneficial to reduce the switching current for the amorphous-to-crystalline phase transition. Due to Sn-doping, the sheet resistance of crystalline Ge2Sb2Te5 thin films increases about 2-10 times, which may be useful to reduce the switching current for the amorphous-to-crystalline phase change. In addition, an obvious decreasing dispersibility for the sheet resistance of Sn-doped Ge2Sb2Te5 thin films in the crystalline state has been observed, which can play an important role in minimizing resistance difference for the phase-change memory cell element arrays.     

基于少数层石墨烯可饱和吸收的锁模光纤激光器

本文利用化学气相沉积法高温分解甲烷在铜箔上制得单层石墨烯薄膜, 测量了石墨烯的拉曼光谱. 将石墨烯薄膜逐层转移到光纤跳线的氧化锆插芯端面上做成可饱和吸收材料, 实验研究了环形腔掺铒光纤脉冲激光器的输出特性, 获得了峰值波长为1560.1 nm, 3 dB带宽为0.27 nm, 重复频率为7.69 MHz, 脉冲宽度为58.8 ps 的锁模脉冲序列. 时间带宽积为1.98, 表明脉冲出现了啁啾. 最后, 通过改变两个光纤活动接头之间的空气腔的长度, 激光波长实现了4 nm的调谐. 关键词： 光纤激光器 石墨烯 锁模     

2μm波段全光纤保偏被动锁模掺铥光纤激光器

报道了2μm波段的全光纤保偏锁模掺铥光纤激光器,通过在法布里-珀罗(F-P)腔内加入半导体可饱和吸收镜做为被动锁模器件,采用主振-放大构型,获得了最高输出平均功率为1.08W,重复频率为10.24MHz,脉冲宽度为15.24ps,中心波长为2054.68nm,光谱宽度约为0.3nm的2μm线偏振激光脉冲输出,激光脉冲的消光比为24.17dB。     

2 μm波段全光纤保偏被动锁模掺铥光纤激光器

报道了2 m波段的全光纤保偏锁模掺铥光纤激光器,通过在法布里-珀罗（F-P）腔内加入半导体可饱和吸收镜做为被动锁模器件,采用主振-放大构型,获得了最高输出平均功率为1.08 W,重复频率为10.24 MHz,脉冲宽度为15.24 ps,中心波长为2054.68 nm,光谱宽度约为0.3 nm的2 m线偏振激光脉冲输出,激光脉冲的消光比为24.17 dB。     

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。     

半导体可饱和吸收镜实现固体激光器皮秒锁模的机理研究

对半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现固体激光器皮秒锁模的机理进行了研究。通过对染料锁模介质和SESAM的结构对比,对SESAM皮秒锁模机理提出了一个新的解释。其在锁模激光器中充当锁模器件时,不仅仅是一个吸收体,同时也是一个增益介质。当腔内增益和损耗保持平衡时实现稳定的连续锁模。     

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.     

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Sagnac干涉仪的混合锁模光纤激光器

研制了一台波长可调混合锁模掺铒光纤激光器.该激光器是由基于分光比为30∶70的耦合器和偏振控制器组成的Sagnac干涉仪构成.通过10GHz的调制器的调制，得到重复率为9.998149 GHz，脉宽小于18 ps的锁模脉冲输出.该脉冲是近变换极限脉冲.     

超低频率全正色散半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器

通过延长激光器环形腔腔长,利用高浓度掺杂的单模掺镱光纤,搭建了超低重复频率、全正色散结构的半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器。激光器的中心波长、重复频率、平均功率及单脉冲能量分别为1 064 nm,281.5 kHz,11 mW和39 nJ。为了稳定中心波长,实现自启动,激光器腔体内接入了一个带通滤波器。该激光器运行稳定,无调Q不稳定现象,极大减小了半导体可饱和吸收镜被损坏的机会。