双微环谐振腔耦合的双波长半导体激光器（英）

提出一种新颖的单片集成双微环耦合的双波长半导体激光器结构。集成于激光腔内的2个微环谐振腔作为模式选择滤波器,通过游标效应选择谐振模式,同时还可作为等效的反射镜面以形成行波腔。这种无需解理的行波激光腔代替了需要解理面的法布里-珀罗驻波腔。理论仿真表明,跟驻波腔结构相比,行波腔双微环激光器结构简单,可获得约34 mA的较低的阈值电流和大于31 dB的边模抑制比。合理地控制有源区的增益峰值和谐振模式分布,该激光器能提供一致性和稳定性较好的双波长激光输出。     

用于气体激光器的双T及行波微波谐振放电腔

提出并分析了两种用于微波泵浦气体激光器的微波谐振放电腔结构，一是双Ｔ谐振腔，一是行波共振腔。其特点是共振增强微波电场的场强和消除微波输入端的反射。特别是行波共振腔，由于消除了驻波状态，可以获得非常均匀的放电，这对改善激光器性能是非常重要的。     

结构紧凑的双波长连续波掺铒光纤激光器

多波长掺铒光纤激光器在波分复用光学通信等领域具有广阔的应用前景,引起了大量关注。为了满足不同场合的应用需求,本文报道了一种结构紧凑、基于非线性放大光纤环镜的双波长连续运转掺铒光纤激光器。该激光器采用全保偏光纤结构。除了光纤外,激光腔内只含有波分复用器、2×2光纤耦合器和光纤反射镜3个器件。非线性放大光纤环镜在腔内引入强度相关损耗,当腔内损耗随着入射光强增加而增加时,可以有效抑制腔内激光模式竞争。当强度相关损耗的抑制作用和激光模式竞争达到平衡时,激光器即可实现稳定的多波长输出。在260 mW泵浦功率下,激光器运转在双波长振荡状态,输出波长分别为1 560. 5 nm和1 563. 2 nm,边模抑制比达到46. 8 dB。随着泵浦功率的提高,激光器依次工作在单波长、双波长和三波长运转状态。该激光器结构简单,操作方便,具有很好的应用前景。     

单片集成两段式双波长分布反馈半导体激光器

双波长激光器腔内模式竞争激烈，因此输出模式的稳定性是双波长激光器的关键参数。从降低双波长激光器中两个主模之间的功率差、提高边模抑制比出发，设计了集成反射区的两段式双波长分布反馈半导体激光器。利用传输矩阵法对激光器的光栅结构进行仿真，分析了反射区光栅对激光器的阈值、主模功率差等参数的影响。根据仿真优化的结果，制作了单片集成两段式双波长分布反馈半导体激光器芯片并进行了测试。测试结果表明两段式结构能够提高双波长激光器的稳定性和边模抑制比，减小两个主模的功率差。在稳定工作的情况下，两个主模功率差可达0.3 dB，边模抑制比大于35 dB。     

激光器锁模的一些技术问题

超短脉冲激光产生以来,引起了广泛的注意,大大推进了许多科学技术的发展[1].但是如何获得所需波长的好的锁模,仍是值得认真讨论的问题.我们将以钕玻璃锁模激光器为例。提出获得好的锁模的一些技术要求,这些要求原则上也适用于紫外或红外锁模激光器.1.腔结构的选择 我们在实验中,先后选用驻波腔和行波腔(如图1和图2所示).对于驻波腔又先后采用平面平行腔和半共焦腔. 行波控振荡条件为 RTe=1(1)其中R为输出镜反射率,T为染料的透过率,为工作物质的受激发射截面.N1为反转粒子数,l为工作物质长度. 驻波腔振荡条件为 RT2e2N2l=1(2)N2为反转粒…     

单片集成微环反射器可调谐半导体环形激光器理论和数值模型(英)

设计了一种新颖的快速可调谐激光器。这种激光器在恒定电流泵浦的有源微环组成的半导体环形激光器腔外部集成一个可调谐的无源微环反射器,其结构将决定激光器激射腔模的有源腔和无源可调谐部分分离,有助于提高调谐速度。与光栅结构的激光器相比,该激光器结构简单,具有强烈的选模功能,不需要相位匹配部分,输出波长不受调谐部分热效应的影响。基于多模速率方程建立了激光器的理论和数值模型,数值仿真结果表明该激光器能在选取的15个腔模范围内完成数字调谐,且具有40 mA的较低阈值电流和适中的边模抑制比。     

48-波长线形腔多波长掺铒光纤激光器

采用两个光纤环镜作为腔镜构成线形腔可调谐多波长掺铒光纤激光器.将铒光纤浸入77 K的液氮中,选择可调谐光纤环镜作为输出腔镜,利用Mach-Zehnder干涉仪的滤波特性和输出端光纤环镜反射率的宽带可调特性,获得了波长间隔～0.4 nm、最大波长数目48个的多波长激光的稳定输出,同时实现了在1525～1555 nm范围内,多波长激光运转区域的灵活调节.     

频率可调谐光栅反馈式扩展腔二极管激光器的搭建与测试

采用Littrow结构,用半导体激光器加上光栅反馈组成外腔可调谐半导体激光器.利用光栅的1级衍射光,反射至激光管选择激光频率,获得红光或近红外波长的单纵模、窄带宽、连续可调谐的激光输出.光栅平面同时作为激光外谐振腔的一个端面,外腔的模式选择、光栅选频作用,以及激光管本身的模式选择(内腔模式)的共同作用,最终产生可调谐的单纵模激光输出.     

改进型混合表面等离子体微腔激光器的研究

设计了一种拥有增益介质脊和空气间隙的改进型混合表面等离子体微腔激光器,并在微腔的两端面镀一层50 nm厚的银反射镜,有效地提高了纳米激光器的性能.基于COMSOL Multiphysics软件分别构建二维截面和三维立体模型,在1550 nm的工作波长下对该改进型结构的传输性能以及微腔性能进行分析.结果表明:该激光器具有显著的亚波长限制能力和很大的传输距离,最长距离可以达到1.29 mm.测试该激光器的微腔性能时,通过调整结构参数获得了高质量因子、低增益阈值以及深亚波长下的超小有效模式体积0.001092μm~3和超高的Purcell因子8.29×10~5.与先前结构对比,在结构参数统一时,所设计的结构具有更低的激光激射阈值和更强的微腔局域能力.所设计的改进型混合表面等离子体微腔激光器可以作为各种光子器件的基本构建模块,并可应用于传感、纳米聚焦和纳米激光等领域.     

基于sol-gel法制备掺铒微腔激光器及其光学特性

用sol-gel法加工掺铒微环芯腔,得到品质因数高、模式体积小、非线性阈值低等优良光学特性的掺铒微环芯腔激光器.在精密三维调节-二维监控实验平台上对掺铒微环芯腔进行光纤锥倏逝场近场耦合实验.通过对耦合程度和泵浦源激光输入功率的调节,得微环芯腔的品质因数Q超过107.当泵浦源激光波长为1 444.44nm时,微环芯腔输出波长为1 450.54nm的激光,最大输出功率为3.00μW,泵浦源输入功率的最低阈值为10.5mW.     

基于微光纤Sagnac环的可切换多波长掺铒光纤激光器

提出了一种基于微光纤Sagnac环的可切换多波长掺铒光纤激光器。微光纤Sagnac环梳状滤波器是由一个腰区直径为5.68μm的微光纤耦合器熔接一段5.5 cm的保偏光纤而成。将该滤波器熔接到光纤环形腔中,通过调节偏振控制器,实现了四波长激光输出。此外还分别实现了稳定可切换的单、双、三波长激光输出,且双波长和三波长激光的输出间隔可调谐。实验结果表明,所有输出激光光谱的3 dB线宽均小于0.027 nm,边模抑制比均大于40 dB,最大可达到58 dB。对输出三波长的激光进行稳定性测试,其在1 h内波长偏移量小于0.028 nm,峰值功率波动量小于0.9 dB。该激光器单色性好、稳定性好,可应用于波分复用及全光通信系统等领域。     

利用倾斜光纤光栅的可开关双波长光纤激光器

报导了一种在四波混频作用下利用倾斜光纤布拉格光栅进行波长选择的可开关双波长掺铒光纤激光器。通过将倾斜光纤光栅与单模光纤进行横向错位焊接,使光栅的反向LP01和LP11两个模式具有相近的有效反射率,从而可以用来进行激光器的双波长选择。接入腔内的一段高非线性光子晶体光纤引入的四波混频效应克服了模式竞争,使得双波长激光在室温下稳定振荡。腔内起偏器和偏振控制器的联合作用可产生依赖于波长的损耗,以补偿光纤光栅两反射峰峰值的大小差异。基于以上原理,通过调节腔内的偏振态,该激光器实现了室温下稳定的双波长输出,也实现了在两波长之间的转换。两波长激光均有超过45 dB的信噪比,最大的功率波动为0.8 dB     

双波长外腔半导体激光器的研究

提出了电流调制型的双波长外腔半导体激光器方案。外腔半导体激光器具有窄线宽输出以及独特的阶越型电流调制特性,采用正弦调制的方式,以延时光纤作为辅助结构,得到了具有良好相干特性和稳定波长间隔的双波长激光输出。与多种已有的双波长激光器设计方案相比,这种多波长工作方式结构简单,调谐范围宽,在波分复用光通信系统、高精度光纤传感测量以及外差、双(多)波长合成波长干涉测量等技术中具有很好的应用前景。     

基于无源双环复合子腔滤波器的可调谐单纵模掺铥光纤激光器EI北大核心CSCD

提出并实现了一种基于均匀光纤布拉格光栅(Uniform fiber Bragg grating,UFBG)和双环复合子腔滤波器的可调谐单纵模掺铥光纤激光器。3 dB带宽为0.18 nm的UFBG作为波长选择器件,与可进行模式选择的双环复合子腔滤波器相结合,实现了单纵模激光输出。测得激光器的输出波长为2048.69 nm,光信噪比为71.82 dB。60 min内的最大波长和功率波动分别为0.03 nm和0.76 dB。此外,激光器的相对强度噪声在>0.5 MHz时,低于-127.81 dB/Hz;采用基于3×3耦合器的非平衡迈克尔逊干涉仪装置测得0.001 s时激光线宽为7.7196 kHz。通过调整微位移平台改变作用在均匀光栅上的应力,单纵模激光实现了5.1 nm范围可调谐输出。     

扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器

为了产生频差可调谐1 064nm双频激光输出,设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质,以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应,使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡,从而获得正交线偏振1 064nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理,实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明:双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出,其频差大小可随激光腔长的改变而调谐,频差调谐范围可达1个纵模间隔,实验观察到的频差调谐范围为0.3GHz~3GHz.     

2μm波段双波长间隔可调谐光纤激光器

提出并实验研究了一种2μm波段全光纤间隔可调双波长光纤激光器.该激光器采用传统的环形腔设计,以最大输出功率33dBm的1 565nm光纤激光器为泵浦源,4m单模掺铥光纤为增益介质,腔内为嵌入多模干涉滤波器的Sagnac环的复合滤波结构.该复合滤波器可实现间隔可调谐,高边模抑制比的双波长激光信号输出.通过泵浦功率的控制和对复合滤波器中偏振控制器的调节,实现双波长3nm到80nm间隔可调的激光输出,边模抑制比为60dB,线宽为0.2nm,功率稳定度为±1.5dB/h,双峰能量差小于4dB.     

Nd:YVO4复合腔激光器双波长激光输出及腔内和频研究

 采用两个重叠的共线支腔构成的三镜复合腔,实现LD泵浦的Nd:YVO₄激光器的1 064 nm和1 342 nm双波长激光运转。根据双波长振荡阈值相等条件,数值计算了1 064 nm支腔和1 342 nm支腔的腔长、支腔的输出耦合镜透过率之间的关系。合理选择两个支腔的参数,当泵浦功率13 W时,获得1 064 nm激光功率1.59 W,1 342 nm激光功率1.17 W的双波长激光输出。在满足腔内1 064 nm 和1 342 nm双波长光子数密度相等的条件下,计算了腔内和频的复合腔Nd:YVO4激光器的腔参数。采用Ⅱ类临界相位匹配KTP晶体作为和频器件,当808 nm泵浦光功率为12 W时,获得340 mW的和频593 nm激光输出。     

微球激光的最新研究进展

 利用回音壁模式微球腔的高Q谐振原理，可以获得微球激光。研究了微球腔的特点和微球激光产生的原理，介绍了单量子点、表面栅耦合和光纤耦合三种微球激光器，讨论了获得高Q值微球腔的方法，提出采用半导体纳米微球及通过旋转电弧或者旋涂方式制成的玻璃微球，给出了微球激光器的几种应用以及当前国内外最新进展。     

激光3D纳米打印温度敏感的微球激光器

耳语回廊模式(WGM)微腔具有品质因子高、模式体积小、制作工艺简单多样、同时对周围环境敏感性极高等优点,已被广泛应用于传感和检测.然而,真正的尺寸可控的三维微腔却少有报道.本文报道了一种有源回音壁模式微球腔,由商业光刻胶SU-8作为腔体材料,有机染料罗丹明B作为增益介质.利用飞秒激光双光子聚合,可以得到尺寸精确可控的真三维微球激光器.同时,由于有机染料的特殊发光机理,随着环境温度的变化,染料荧光带飘移,且会与腔体本征模式形成新的共振激发.在一定温度变化范围内(20℃—35℃),微球激光器的主激射峰波长与温度呈类线性相关.研究结果对合理设计具有理想性能的小型化激光器具有积极的启发.     

单片双波长输出垂直外腔面发射激光器EI北大核心CSCD

报道了利用垂直外腔面发射激光器(Vertical external cavity surface emitting laser,VECSEL)的增益谱与腔模的大失配设计实现VECSEL双波长同时激射的方法,设计了稳定的振荡腔结构,理论预测了这种VECSEL的三种工作状态并进行了实验验证。随着VECSEL泵浦功率增加,增益芯片内部工作温度逐步升高,VECSEL依次出现带边波长激射、双波长激射及腔模波长激射三种工作状态。最初VECSEL的激射波长位于带边模式决定的激光波长(952.7 nm),随着泵浦功率增加,增益芯片热效应增强,腔模波长与带边波长出现模式竞争,此后出现双波长激射现象。双波长峰值强度接近时VECSEL激光输出功率达到359 mW,激光波长分别位于954.2 nm和1001.2 nm,在该位置附近VECSEL的输出功率曲线呈现明显的二次阈值现象。当泵浦功率持续增加,激光输出波长变为腔模波长激射,激光波长位于1002.4 nm。在单波长及双波长工作状态下VECSEL的光斑形貌均为高斯形貌的圆形对称激光光束,激光光束发散角半角由5.7°增加到7.9°。这种单芯片双波长输出VECSEL方案未来在抗干扰激光雷达以及频率转换太赫兹激光等方面有着很好的应用潜力。