掺Er3+光纤环腔激光器的初步研究

本文报道采用环形腔使用偏振灵敏性光纤隔离器(P-SensitiveISO)构成的掺Er³⁺光纤激光器的激光输出特性研究结果.用976nm激光作为泵浦激光获得了0.42mW最大功率、中心波长1.5287μm的激光输出,阈值泵浦功率17mW.在改变腔内光纤偏振控制器(PC)的状态时,输出激光光谱分裂为二个分立的峰值,波长分别为1.5317μm和1.5502μm.     

铒镱共掺光波导激光器的稳态特性

从光波导激光器的工作理论出发,研究了铒镱共掺磷酸盐波导激光器的稳态特性。利用重叠因子简化了980 nm光抽运的铒镱共掺波导激光器四能级模型的速率-传输方程;在忽略自发辐射的情况下,利用数值模拟的方法,得到了铒镱共掺波导激光器的输出与Er³⁺/Yb³⁺离子浓度、泵浦功率、波导长度等参量之间的关系曲线。理论分析结果表明,选择合适的铒镱离子浓度是制作铒镱共掺波导激光器的关键。采用980 nm波长的泵浦光,泵浦功率为80 mW,Er³⁺浓度取20×10²⁶/m³左右,Yb³⁺/Er³⁺浓度比为7~10,波导长度为20 cm左右时,可以得到最大输出光功率。     

双包层掺Yb3+光纤环形脉冲激光形成研究

对采用环形腔结构,由偏振敏感的光隔离器构成超短脉冲掺Yb³⁺光纤激光器输出的动力学特性进行了数值模拟.模拟表明:在没有进行色散补偿的掺Yb³⁺光纤环形激光器中,采用非线性偏振旋转的附加脉冲锁模技术,通过改变偏振控制器的方向,可以使激光器工作在不同的区域.实验用976 nm的半导体激光器作为泵浦源,通过调整偏振控制器,实验观测到掺Yb³⁺环形激光器工作在稳态和自脉动状态,其脉动的周期由光纤激光器腔长决定.     

单频环形掺Yb3+光纤激光器

本文利用掺Yb³⁺光纤环形激光器得到了波长为1036.6nm的稳定的单频输出,稳定时间在4h以上.     

掺Yb3+光纤激光器的特性与设计

 从速率方程出发，对波长为980nm的激光泵浦掺Yb^{3+光纤激光器进行数值模拟，全面分析激光器阈值功率、输出激光功率、增益等重要参数与泵浦功率、光纤长度、腔镜反射率、掺杂浓度等参量之间的关系。采用高浓度掺Yb3+光纤对环形光纤激光器做了初步实验研究，所得结论与实验模拟结果基本一致。}     

掺Yb3+双包层光纤中的绿光荧光分析

普通单模光纤与掺Yb³⁺双包层光纤熔接后,当用波长为976nm激光耦合时,实验观察到掺Yb³⁺双包层光纤中呈现绿色的荧光并用光谱仪进行了测试分析表明:绿色荧光的产生为Yb³⁺离子间相互作用引起合作能量转移(CET)过程,这种能量转移过程将降低光纤激光器和光纤放大器的量子效率。     

掺Yb3+双包层光纤激光器的数值分析

本文对976nm激光泵浦掺Yb³⁺双包层光纤激光器进行了数值模拟,分析了泵浦光及激光在光纤中的分布、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度及腔镜反射率对输出激光功率的影响,所得结论与实验现象基本一致.     

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。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器动态特性的分析

分析了弛豫振荡前上能级Er³⁺、Yb³⁺粒子数的变化和弛豫振荡时Er³⁺上能级粒子数的变化情况以及弛豫振荡时激光功率的变化规律,结果表明:弛豫振荡时的激光峰值功率远大于稳态时的激光功率.     

Sol-gel法制备Er3+-Yb3+共掺杂Al2O3粉末光致发光特性

采用异丙醇铝[Al(OC₃H₇)₃]为前驱体,溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Al₂O₃粉末.实验结果表明:900 ℃烧结的粉末为固溶Er³⁺、Yb³⁺的γ-(Al,Er,Yb)₂O₃相和少量θ-(Al,Er,Yb)₂O₃相的混合物.Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Al₂O₃粉末具有中心波长为1.533 μm的光致发光(PL)特性.1 mol % Er³⁺和1 mol% Yb³⁺共掺杂的Al₂O₃粉末的PL强度较1 mol % Er³⁺掺杂提高2倍,半峰宽从53 nm增加到63 nm.随泵浦功率的提高,PL强度呈线性增加后渐呈饱和趋势.     

L波段可调谐线形腔Er/Yb共掺双包层光纤激光器

报道了一种结构简单、工作在L波段、可调谐的线形腔Er/Yb共掺双包层光纤激光器.利用由两段高双折射光纤和两个偏振控制器构成的环镜滤波器对激光器进行调谐，使调谐范围达到34 nm，功率起伏小于±0.2 dB.用976 nm多模LD泵浦Er/Yb共掺双包层光纤产生的ASE作为二次泵源，对未泵浦的一段光纤进行泵浦，使腔内Er/Yb共掺光纤的增益谱移到L波段;多个泵浦源同时对Er/Yb共掺双包层光纤进行侧向泵浦，使激光器输出功率超过了200 mW.     

An all-fiber type Er~(3+)/Yb~(3+) co-doped fiber laser

In this paper, a distributed Bragg reflection (DBR) type Er~(3+)/Yb~(3+) co-doped fiber laser of high output power and high slope efficiency was developed. Its gain medium was a 4.45-m-long Er3+/Yb3+ co-doped fiber. When it was pumped by a 1064-nm Nd:YAG, the linewidth of output laser was measured as 0.072 nm by 3 dB and 0.192 nm by 25 dB at 1552.08 nm. The maximum output power was measured as 69 mW. Its power stability was < 5%, side mode suppression ratio was 59 dB, and the output wavelength stability was ±0.01 nm. The laser had a threshold of 12 mW and a slope efficiency of 22%.     

自调Q、自锁模铒/镱共掺光纤激光器

研究了结构新颖的环形腔铒/镱（Er/Yb）共掺双包层光纤激光器.为了获得高功率激光输出,使用6个激光二极管（LD）同时抽运Er/Yb共掺光纤,采用光纤光栅（FBG）Sagnac环作为波长选择器,得到了中心波长为1548.11 nm、谱线宽度为0.06 nm的窄线宽激光输出;并利用增益光纤作为可饱和吸收体,实现了自调Q、自锁模脉冲输出.当抽运功率为719 mW时,激光器输出自调Q脉冲,脉冲周期为20μs,脉冲宽度为2.8μs,脉冲的平均功率为38.4mW,峰值功率为274.3mW;当抽运功率为3.6 W时,激光器输出自锁模脉冲,脉冲宽度为4ns,平均功率为319 mW,脉冲峰值功率大于10 W,重复频率为7.937 MHz.     

Self-Q-switching and mode-locking in an all-fiber Er/Yb co-doped fiber ring laser

Using a section of un-pumped Er/Yb co-doped fiber (EYDF) as a saturable absorber, Self-Q-switching and self-mode-locking pulses have been obtained in an all-fiber EYDF ring laser. Such laser is with the self-Q-switched pulse threshold of 135.22 mW, the repetition rate of approximately 22.2 kHz, and the pulse duration of ∼2.8 μs, respectively. The self-mode-locked threshold is 591.8 mW. By incorporating the saturable absorption in an un-pumped EYDF and a Mach-Zehnder interferometer, when the pump power is increased to 1242.9 mW, the continuous-wave (CW) mode-locking with the pulse width of 26 ns has also been demonstrated experimentally for the first time.     

短腔Er/Yb光纤光栅激光器

报道采用光敏Ｅｒ／Ｙｂ 光纤制作短腔Ｅｒ／Ｙｂ 光纤光栅激光器的实验结果。激光谐振腔由一对直接写在３０ ｍ ｍ 长的Ｅｒ／Ｙｂ 光纤上、长度分别为６ ｍ ｍ 及１０ ｍ ｍ 、反射率分别为９０％ 及９８．６％ 、３ ｄＢ带宽分别为０．２８ ｎｍ 及０．２６ ｎｍ 的光纤布拉格光栅组成, 激光器的泵浦阈值为８ｍ Ｗ, 斜效率约１４％ , 输出光的信噪比为６１ ｄＢ, 偏振模抑制比为３０ ｄＢ。     

双包层Er-Yb共掺光纤放大器上能级粒子数分布研究

基于速率方程和功率传播方程, 数值分析了双包层Er-Yb共掺光纤放大器在波长为972nm的泵浦光作用下, 分别采用三种不同泵浦方式, 其Er3+和Yb3+上能级粒子数分布情况. 数值结果表明,Er3+上能级粒子数分布受信号功率影响作用大, 激发率基本保持在50％以上; Yb3+上能级粒子数分布受泵浦功率影响作用大, 激发率基本保持在10％以下, 该结论对双包层Er-Yb共掺光纤放大器的性能研究具有一定指导意义.     

基于KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶的红光聚合物平面光波导放大器

制作了基于KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶材料的工作波长655 nm的聚合物平面光波导放大器。材料的吸收光谱表明,KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶在980 nm附近有很强的吸收。在980 nm激光的激发下,由于Er~(3+)和Mn2+能级之间的能量传递,KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶产生了很强的红色上转换发光。根据KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子的发光特性,制备了KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)NCs-PMMA复合材料,用其作为芯层设计了掩埋形结构光波导放大器,利用传统的半导体工艺完成器件制备。器件测试结果表明,当655 nm信号光功率为0.1 m W、980 nm泵浦功率为260 m W时,器件获得了2.7 d B的相对增益。     

双包层光纤光栅选频双包层光纤激光器

双包层光纤激光器中多采用法布里珀罗(F-P)线形腔结构,谐振腔为一只二向色镜和光纤端面菲涅耳反射镜(反射率约为4％)构成,这属于一种有缺陷的腔结构,其稳定性不好,产生激光的波长很难得到有效控制,后腔镜不能精确选择激光器的输出波长,激光器的输出谱线较宽。在某些对激光波长有明确要求的应用中,该结构会受到限制。采用布拉格光纤光栅作腔镜,利用其窄带滤波特性,可以得到窄线宽的激光输出,目前报道的作为腔镜的布拉格光纤光栅为在单包层光敏光纤上制作而成,然后分别将不同反射率的光纤光栅与双包层增益光纤熔接,这给腔镜与双包层光纤之间带来很大的耦合损耗,影响了激光器的功率输出。该文报道了用相位掩模法在双包层光纤芯上写入了布拉格光纤光栅,并把此光纤光栅做为后腔镜．对长度为10m、20m的D形掺Yb^3 双包层光纤激光器进行实验研究,在1058nm附近得到稳定的窄线宽激光输出,3dB带宽为0．329nm。激光器最大输出功率为570mW。最后对实验结果进行了理论分析。     

Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃(LGS-L)波导放大器设计

就作者自行研制的Er3 + Yb3 + 共掺磷酸盐玻璃 (LGS L) ,用重叠积分方法进行放大器设计。在Er3 + 、Yb3 + 掺杂浓度分别为 1.5 1× 10 2 6ions/m3 、19.1× 10 2 6ions/m3 的情况下可获得 2 .6dB/cm的增益 ;Er3 + 掺杂浓度为2× 10 2 6ions/m3 时 ,在 4cm的器件上可获得超过 15dB的增益。此外 ,讨论了信号光和抽运光光场强度的横向分布与Er3 + 、Yb3 + 横向掺杂浓度分布之间的重叠对放大器增益的影响 ,放大器的最佳长度 ,以及在 980nm抽运下 ,Yb3 + 、Er3 + 掺杂浓度比对放大器增益的影响。     

Pump-Induced Lasing Wavelength Shift in Er/Yb Codoped Fiber Grating Lasers

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｒｂｉｕｍ／Ｙｔｅｒｂｉｕｍｃｏｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒｓａｒｅｉｄｅａｌｇａｉｎｍｅｄｉａｆｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｓｉｎｇｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｓ．Ｔｈｅｉｒｂｒｏａｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂａｎｄ...