7.13 W全固态1 319 nm宏微脉冲激光器

 研制了一台高效率全固态平均功率7.13 W的1 319 nm宏微脉冲激光器。激光器采用热稳Z形折叠腔,增益模块采用自行研制的准连续15个二极管芯片环形泵浦的Nd:YAG模块,采用主动声光锁模器作为锁模元件,并在腔内插入倍频KTP晶体对激光器的输出尖峰进行抑制。为了获得稳定的锁模状态,对激光器腔长进行了精确设计和调节。当激光器腔长与锁模器驱动频率匹配时,获取了宏脉冲重复频率400 Hz、脉宽约190 μs,微脉冲重复频率95.6 MHz、脉宽小于1.0 ns的1 319 nm激光脉冲。     

注入噪声对光纤激光器锁模启动的影响

 从掺镱光纤激光器腔内的激光场出发,讨论了掺镱光纤激光器腔内的噪声信号对锁模启动的影响,并针对我们设计的8字腔超短脉冲光纤激光器进行了研究。通过对激光器腔内锁模过程的分析发现：在泵浦功率为214.75 mW时,自行研制的8字形腔掺Yb³⁺光纤激光器在未注入噪声信号时,输出端在30～50 s内获得稳定的锁模脉冲激光输出;在腔内注入脉宽30 ns,频率10 kHz,平均功率0.2 mW的脉冲噪声后,输出端在1~2 s内获得同样稳定的锁模脉冲激光输出。实验结果表明,注入激光器谐振腔内一定的噪声信号,可加速锁模的启动。     

自启动,长时间稳定,低功率泵浦的超短脉冲掺钛蓝宝石激光器

接钛蓝宝石晶体具有宽增益带（660～1100um）和大的增益截面（～3×10－19cm2），因此用掺钛蓝宝石激光器极易产生超短脉冲、高功率激光。主动锁模、被动锁模、对撞脉冲锁模、耦合腔锁模（APM）以及同步泵浦锁模的掺钛蓝宝石激光器，都已实现超短脉冲激光输出。更引人瞩目的是在掺钛蓝宝石激光器上采用自锁模技术，来获得超短脉冲激光。自锁模掺钛蓝宝石激光器的结构简单、运行稳定，已被广泛应用。目前国际上自锁模掺钛蓝宝石激光器产生的最短脉冲为8．5fs’‘’，对应的光谱宽度为151urn。掺钛蓝宝石激光器能自锁模产生超短脉冲的机理一…     

正色散激光器中的增益导引孤子

采用非线性薛定谔方程模拟了全正色散介质激光器中实现脉冲锁模输出的动态过程,理论表明,不同于工作于净色散为负的孤子锁模激光器以及腔内具有色散延迟线净色散为正的色散管理孤子和自相似脉冲锁模激光器,在纯正色散介质构成的锁模激光器中,增益饱和和增益窄化对形成稳定的锁模脉冲起重要的作用,在两者的作用下脉冲形成增益导引孤子.采用不同的锁模方式在纯正色散光纤锁模激光器中得到了稳定的增益导引孤子锁模,实验结果与理论模拟一致. 关键词： 锁模 正色散 增益导引孤子     

飞秒被动锁模环形腔掺Er3＋光纤激光器

在考虑增益、损耗、群速度色散、自相位调制、快速可饱和吸收体等各种参数同时作用情况下，分析了非线性偏振旋转效应自启动锁模机理，研究了腔体参数与锁模脉冲之间的关系，并给出飞秒被动锁模环形腔掺Er3＋光纤激光器实验原理。实验采用性能稳定的980nm半导体激光器作为抽运源，高掺杂短长度掺Er3＋光纤作为增益介质，利用非线性偏振旋转锁模技术，得到了稳定的飞秒自起振锁模光脉冲。抽运功率为23mW时，激光器输出锁模脉冲中心波长1552nm，3dB带宽为7.6nm，重复频率14.0MHz，平均输出功率0.43mW，自起振锁模泵浦阈值功率11.5mW,并观测到了稳定的高阶锁模脉冲输出。该激光器与报道过的相同结构光纤激光器相比,自起振泵浦阈值低、脉冲能量高、稳定性好，且频谱边带幅度小。     

低阈值展宽脉冲锁模掺Er3+光纤环形激光器的实验研究

将正色散值较小的掺铒光纤引入传统的环形腔构成了低阈值的展宽脉冲锁模激光器.通过使用这种掺铒光纤,激光器的锁模阈值大大降低,激光器的自起振泵浦功率仅为90 mW,而且在29 mW的低泵浦功率时仍然可维持稳定的锁模状态.实验中获得了脉冲宽度为175 fs,光谱半高宽为40 nm,重复频率为33 MHz的锁模脉冲输出.激光器工作稳定,光谱干净光滑.     

抑制相位噪声实现主动锁模光纤激光器稳定工作

腔长漂移是引起主动锁模光纤激光器不稳定的一个主要原因。通过理论分析得出了主动锁模光纤激光器输出脉冲相位噪声和腔长漂移的关系，并采用抑制相位噪声的方法实现了主动锁模光纤激光器长达８小时的稳定工作。     

锁模脉冲波长连续可调谐光纤激光器

利用在腔内加入可调谐光纤光栅滤波器使“8”字形腔掺Yb3+光纤激光器在锁模状态下实现波长连续可调谐.实验中,在保证锁模状态稳定的情况下,通过调节可调谐光纤光栅滤波器,使激光器输出锁模脉冲的中心波长在1 047 nm～1 055 nm范围内连续调谐,重复频率稳定维持在4.9 MHz.在中心波长1 053 nm处,测得锁模脉冲输出平均功率为8.02 mW,光谱带宽1 nm,脉冲宽度为259.3 ps.这种“8”字形腔被动锁模光纤激光器在锁模状态下对波长连续可调谐,并可长时间稳定工作.     

氩离子激光器同步泵浦染料激光器

研究了氩离子激光器的声光锁模参数.对4880(?)和5145(?)均获得了较稳定的锁模运转.锁模平均功率～300mW,脉冲宽度～200ps,脉冲强度起伏小于5%.用这台氩激光器同步泵浦一台折迭式象散补偿腔染料激光器,实现了同步锁模输出.在5840(?)处,其脉冲宽度小于10ps,平均功率～20mW.波长调谐范围是5700～6200(?),并着重研究了腔长或频率失调对锁模的影响.     

基于非线性偏振旋转锁模的高功率光子晶体光纤飞秒激光振荡器

为了探索大模场面积光子晶体光纤锁模激光器在全正色散锁模域内的耗散孤子锁模机理, 以获得更大的单脉冲能量和更高的峰值功率, 本文搭建了以掺镱大模场面积光子晶体光纤作为增益介质的耗散孤子锁模激光器. 激光器使用环形腔结构, 利用非线性偏振旋转以及滤光片提供的耗散作用实现了稳定的锁模运转. 实验中, 从激光器振荡级直接获得了平均功率10 W, 重复频率49.09 MHz(对应202 nJ的单脉冲能量), 脉冲宽度为1.03 ps的稳定锁模脉冲输出, 经过腔外色散补偿得到的脉冲宽度为95.5 fs.     

高能量掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤孤子锁模飞秒激光器

实验研究了基于掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤的孤子锁模激光器,获得了高脉冲能量的飞秒激光输出. 激光器基于线形腔结构,利用光栅对补偿腔内色散,并通过半导体可饱和吸收镜实现锁模的自启动. 实验中从振荡级直接获得了平均功率为700mW, 重复频率为47.3MHz(对应于14.8 nJ的单脉冲能量),脉冲宽度为518 fs的稳定锁模脉冲输出. 与普通孤子锁模飞秒光纤激光器相比,输出的单脉冲能量提高了两个数量级. 关键词： 光子晶体光纤 飞秒 光纤激光器 孤子锁模     

被动谐波锁模Er3+/Yb3+共掺双包层光纤环形腔激光器

 为了实现高重复频率和高功率的光脉冲,实验采用Er³⁺/Yb³⁺共掺双包层光纤作为增益介质,稳定的中心波长为976 nm的高功率半导体激光器作为泵浦源,利用非线性偏振旋转锁模技术,得到稳定的自起振锁模光脉冲。当泵浦功率为2.4 W时,激光器输出重复频率为8.829 MHz的连续锁模光脉冲,平均输出功率为52.5 mW,自起振锁模泵浦阈值功率为0.6 W,并观测到了稳定的高阶谐波锁模、调Q和调Q-锁模光脉冲输出。     

输出近百纳焦耳脉冲能量的光子晶体光纤锁模激光器

设计并搭建了一种支持百纳焦耳量级的单脉冲能量输出的锁模光纤激光器.激光器基于σ型腔结构,采用掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤作为增益介质,利用半导体可饱和吸收镜实现自启动锁模.激光器内没有色散补偿机理,使其工作在全正色散锁模状态.通过在谐振腔内引入多通长腔使激光器的重复频率降低至11.1 MHz,直接获得了平均功率为1.08 W,单脉冲能量为 97 nJ,脉冲宽度为4.17 ps的稳定锁模脉冲输出,经腔外色散补偿,脉冲宽度压缩至740 fs.     

亚微微秒脉冲

自从第一代微微秒范围的光脉冲问世以来这十年间脉冲发生技术不断改进,现在足以能通过连续波染料激光锁模产生0.3微微秒的短脉冲。这类脉冲为研究物质的光学性质提供了迄今所达到的最高分辨率。 关于连续波染料激光器被动锁膜的第一个报告是在1972年国际量子电子学会议上发表的。其后,F.O,Nei等取得了类的似结果。在早期研究工作中,短脉冲曾达到1.5P.S(微微秒)到1974年,人们用连续工作的罗丹明6G激光和以倾腔结构工作的DODC1激光获得了微微秒脉冲。贝尔实验室     

宽可调谐自起振被动锁模掺铒光纤激光器

分析了利用非线性偏振旋转效应作为等效可饱和吸收体锁模的原理,并用该方法构建起环形腔被动锁模掺铒光纤激光器,结合可调谐滤波器腔外滤波的方法实现锁模脉冲波长的连续可调谐.实验中得到自起振、平均输出功率0.313 mW,脉冲半极大全宽度(FWHM)1.5 ps,中心波长1562.3nm,重复频率13.9MHz的稳定被动锁模脉冲序列输出,滤波后输出脉冲中心波长在1553.2～1571.4 nm内连续可调,得到谱宽2.5 nm以下,脉宽小于1.8 ps的限变脉冲输出.     

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.     

基于体光栅的被动锁模可调谐线型腔掺镱光纤激光器

搭建了基于反射型体光栅和半导体可饱和吸收镜的线型腔全正色散掺镱光纤激光器,室温下实现了稳定的波长可连续调谐的连续被动锁模脉冲输出.重复频率16.42 MHz,锁模脉冲中心波长1030 nm时,脉冲光潜带宽0.32 nm,最大平均输出功率10.2 mW,单脉冲能量0.63 nJ.转动体光栅角度,利用其分光谱和选波长的特性,可使锁模脉冲的中心波长在约1011.9一1050.6 nm的范围内调谐,调谐范围约38.7 nm.实验中亦可观察到调Q锁模、二次谐波锁模、双波长和三波长输出现象.输出单波长锁模脉冲时,由于其波长可调谐的特性,该激光器可用作波分复用/光时分复用通信系统的光源和光学相干层析的调谐光源.     

大色散稳定腔长的光纤锁模激光器的锁模特性研究

报道了一种新型的采用大色散腔结构的光纤锁模激光器,它可以有效地克服激光器腔长抖动对锁模的不良影响,同时,实验中发现,该结构对超模噪声也有很好的抑制作用。完成了大色散控制,电光调制器调制的,稳定的光纤锁模激光器实验,得到形状为sech^2的光脉冲输出,脉冲宽度为7.6ps,脉冲带宽积为0．335。     

全光纤主动锁模2 μm掺铥脉冲激光器

报道了全光纤结构主动锁模掺铥脉冲激光器,中心波长为1950 nm。利用电光相位调制器对光纤激光器进行腔内相位调制,获得了重复频率为11.884 MHz的主动锁模脉冲输出,脉宽为816 ps。改变泵浦功率、调制信号的频率和幅度,获得了重复频率为4~18 kHz的弛豫振荡调制稳定脉冲输出。锁模和弛豫振荡调制获得的输出脉冲能量波动低于7%。     

自锁模激光器

概述了自锁模激光器的新成就（包括我们自已的工作）。在实验上，自锁模钛宝石激光器可以输出１３ｆｓ的短激光脉冲，这是直接从激光器中获得的最短脉冲；自锁模溴化亚铜激光器可以输出高稳定性的激光脉冲，从而彻底否定了自锁模没有实用价值的传统认识。在理论上，自克尔镜模型解释了自聚焦激光介质引起的锁模现象；增益凹陷模型解释了宽带激光介质自吸收起的锁模现象和窄带激光介质增益谱线分裂引起的锁模现象。最后，对它们的输出