利用啁啾脉冲光谱滤波和非线性偏振旋转技术实现高稳定性和开机自启动的全光纤掺Yb~(3+)光纤锁模激光器

建立理论模型,讨论了非线性偏振旋转全光纤锁模激光器的锁模过程、谐波过程以及导致激光器锁模运行难以稳定的影响因素.讨论了采用啁啾脉冲光谱滤波产生脉冲自振幅调制、增加激光器锁模稳定性和自启动能力的机理以及非线性偏振旋转与啁啾脉冲光谱滤波相结合实现锁模的物理过程和脉冲演化过程.研制出全光纤结构的超短脉冲掺Yb~(3+)光纤环形激光器,采用非线性偏振旋转和啁啾脉冲光谱滤波相结合的锁模技术,实现了激光器锁模的开机自启动和高稳定运行.对激光器进行了长期运行稳定性、锁模开机自启动能力、锁模输出参数可重复性监测.锁模脉冲中心波长1052.9 nm,谱宽9.1 nm,脉冲能量4.25 nJ,脉冲宽度17.8 ps.运行期间,各参数波动均小于0.3%.开机自启动能力和可重复性测试显示,激光器可实现一键自启动,启动后各参数可重复精度在0.55%以内.     

关于被动锁模激光器涨落模型的补充说明

本文考虑了在被动锁模涨落模型中涨落脉冲集合中的脉冲数目对锁模的影响,并研究了激光器腔长对于锁模窗口和锁模阈值的影响。 关键词：     

主动锁模光纤激光器的孤子理论分析

系统考虑了光纤激光器腔构参数与锁模脉冲参数的制约关系,建立了完整形式的振幅调制主动锁模光纤激光器的稳态方程;据此方程分析了主动锁模光纤激光器腔参数对锁模孤子脉冲参数的影响;分析了无啁啾孤子脉冲形成条件。     

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     

脉冲碰撞锁模环形染料激光器的研究

本文对脉冲碰撞锁模(CPM)环形染料激光器进行了系统的实验研究,给出了DODCI浓度、泵浦功率和锁模脉冲宽度的实验曲线,以及染料喷流厚度对锁模的影响.在最佳参数条件下,得到90fs的富利叶交换极限的锁模脉冲宽度.     

环形腔自锁模掺钛蓝宝石激光器

实现了环形腔掺钛蓝宝石激光器的自锁模运转。在双向同时锁模时获得脉宽为３６ｆｓ的锁模脉冲；在单向锁模时得到脉宽为３２ｆｓ的锁模脉冲。并对激光器的运转特性进行了分析。     

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%.     

氧化石墨烯被动锁模掺镱光纤激光器多脉冲现象的实验研究

利用氧化石墨烯作为可饱和吸收体,在被动锁模全正常色散掺镱光纤激光器中研究了多脉冲的现象,在同一抽运功率不同偏振态下,实验获得了矩形脉冲谐波锁模、耗散孤子谐波锁模、准谐波锁模,脉冲峰值周期性调制,脉冲簇、脉冲束、混沌多重脉冲的多脉冲现象,插入激光腔内的2nm窄带滤波器具有限制增益带宽、对脉冲塑形、诱导多脉冲产生的作用,调节偏振控制器相当于改变腔内增益,是实现不同类型多脉冲现象的主要原因,本实验研究有利于加深对多脉冲动力学行为在正常色散区域氧化石墨烯锁模掺镱光纤激光器中的理解。     

环形腔自锁模渗钛蓝宝石激光器

实现了环形腔掺钛蓝宝石激光器的自锁模运转，在双向同时锁模时获得宽为３６ｆｓ的我没模脉冲，在单向锁模时得到脉宽为３２ｆｓ的锁模脉冲，并对激光器的运转特性进行了分析。     

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.     

非线性镜锁模激光器的锁模条件

通过对非线性镜锁模激光器的稳态分析，找到了它的锁模条件及锁模脉冲的强度极限，为该激光器输出高功率的短脉冲提供了理论依据。     

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.     

脉冲LDA泵浦Nd∶YVO4/GaAs被动调Q锁模激光器

用脉冲激光二极管阵列（LDA）作为泵浦源、微柱透镜阵列和透镜导管作为耦合系统,以As＋注入GaAs可饱和吸收片作为被动调Q锁模元件,实现了Nd∶YVO4激光器调Q锁模运转.调Q运转阶段,激光器每泵浦脉宽内输出一个调Q脉冲,调Q脉宽7ns.调Q锁模运转阶段,初始透过率60％的GaAs晶片对调Q包络内的锁模脉冲的调制深度达到95％以上,锁模脉冲重复频率991 MHz.研究了加在LDA上的电压、方波脉冲的脉宽和重复频率对调Q锁模脉冲特性的影响,并对实验结果进行了讨论.     

相干叠加脉冲锁模激光器调制特性的研究

本文在理论上发现了相干叠加脉冲锁模激光器的调制特性,并对其进行了全面的分析和计算.对于相干叠加脉冲锁模激光器的脉冲压缩及调制特性给予了详尽的数值计算结果和清晰的物理图象的解释,并提出利用相干叠加脉冲锁模激光器的调制特性产生更短脉冲的可能性.     

大模场面积光子晶体光纤激光器展宽脉冲锁模域的束缚态运转

实验研究了大模面积光子晶体光纤飞秒激光器在近零色散点展宽脉冲锁模的束缚态运转.获得了双脉冲束缚态锁模,以及脉冲间隔不相等的多脉冲束缚态锁模,实验发现束缚态的子脉冲间距具有随机性.通过建立光纤锁模激光器的数值模型,分析了激光器束缚态锁模建立的动力学过程,在一定抽运强度下,激光器存在多个稳态,或者单脉冲运转,或者子脉冲间隔不相等的束缚态运转,这取决于锁模建立阶段半导体可饱和吸收镜(SESAM)对噪声信号的随机提取.并提出了抑制束缚态的方法,模拟得出此项技术可直接获得的最大单脉冲能量为19.6 nJ,考虑到40%左右的压缩损耗,可得到压缩至76 fs的最短脉冲,单脉冲能量为11.8 nJ.数值模拟结果能很好的与实验相符合.     

非腔长匹配相干叠加脉冲锁模激光器的实验研究

实现了一种新型的非腔长匹配相干叠加脉冲锁模Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的锁模运转。锁模脉冲宽度为６０ｐｓ．给出该种新型锁模激光器的运转特性以及锁模状态与各种实验参数之间的关系。对于该种激光器的各种实验现象给出了简明清晰的物理解释。     

电光腔倒空激光二极管抽运Nd∶YAG锁模激光器

设计了一个简单的直腔,将电光腔倒空与激光二极管端面抽运Nd∶YAG半导体可饱和吸收镜锁模激光器结合,实现了锁模脉冲的产生、放大和输出。在连续抽运功率5 W的条件下,获得了脉冲宽度为11 ps的锁模单脉冲输出和脉冲宽度为200 ns的调Q脉冲输出,腔倒空单脉冲能量为30 nJ,重复频率为10 Hz。连续锁模运转时单个锁模脉冲的能量约为2 nJ,利用腔倒空将单脉冲的能量提高了15 倍左右。文章详细讨论了腔倒空脉冲及调Q脉冲的产生机理,并分析了加在电光晶体上的高压电脉冲以及偏振片的偏振度对腔倒空脉冲及调Q脉冲的影响。     

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。     

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.