复合腔掺铒光纤激光器功率的稳定输出

一种复合腔结构的稳定单纵模(SLM)掺铒光纤激光器,其复合腔结构由主环形有源腔和2个次级无源腔组成.这种激光器是利用布拉格光纤光栅(FBG)和复合腔结构相结合来共同选模.在整个波长调节范围内边模抑制比大于45dB,在1550.24nm附近边模抑制比可以达到最大值51dB.当泵浦功率为80mW时,掺铒光纤激光器输出功率为20.51mW.通过应用多环型腔结构,激光器的输出很稳定,在25min的观察时间内,输出功率的变化小于0.02%,实现了稳定的激光功率输出.     

LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器

研究激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YAG三镜复合腔激光器的1 064,946 nm双波长激光连续运转.在满足双波长激光振荡阈值相等的条件下,考虑Nd∶YAG晶体的热透镜效应,数值计算1 064,946 nm两个子腔的腔长、输出镜透过率之间的关系.结果表明,当Nd∶YAG晶体中抽运光,1 064,946 nm激光的光束半径达到合理匹配时,两个子腔的输出镜透过率之间有确定的关系.选取合适的复合腔结构参数,当抽运功率为9 W时,可同时获得1.1 W的1 064 nm激光,以及500 mW的946 nm激光输出.     

新型激光技术研究进展

重点介绍了过去10年来厦门大学光电子技术研究所在高Q值玻璃球微腔光子学、光纤激光器、平面波导的交错复用器设计和固体激光器研究中所取得的进展情况.特别重点讨论了在光纤激光器领域所开展的研究内容以及取得最新进展:如利用掺Yb双包层光纤激光器泵浦的2级P2O5拉曼级联获得了瓦级1 480 nm输出的拉曼光纤激光器;实现了O波段多波长磷硅拉曼光纤激光器;提出并利用双泵浦光纤参量放大器作为激光增益介质,在国际上率先实现了光通信波段(1 550 nm)多波长、窄线宽光纤参量振荡器;采用光纤激光器腔内参量泵浦技术,获得了C+L波段的高性能光纤参量放大器.同时对球微腔激光器也进行了较为详尽的讨论.     

掺镱(Yb3+)双包层光纤激光器实验研究

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、散热方便、结构紧凑等优点,是高功率激光器领域的研究热点。本文设计了温控、水冷系统使半导体激光二极管泵浦源稳定在工作波长。通过设计的包层泵浦功率剥除器,有效地剥离了未被掺镱(Yb3+)双包层光纤吸收的泵浦光。采用20 W的半导体二极管激光器作为泵浦源,5 m长掺镱(Yb3+)双包层光纤作为增益介质,光纤光栅作为腔镜,在泵浦功率为19 W时,获得10.42 W的激光输出,激光波长1 062 nm,光-光转换效率约54.8%。     

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明：采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.     

受激布里渊散射慢光系统中强度调制器的应用研究

基于Mach-Zehnder干涉式的强度调制器具有移频特性,用于受激布里渊散射的慢光系统可以用来产生具有布里渊频移的信号光.理论和实验分析了M-Z干涉式电光强度调制器的频移特性.受激布里渊散射慢光实验中利用12.5 Gbit/s的电光强度调制器产生了相对于泵浦光具有9.394 GHz布里渊频移,脉宽为50 ns的信号光.在泵浦功率20 mW的情况下,该脉冲在2.5 km长的高非线性光纤中获得了32 dB的非饱和增益,脉冲延迟了25 ns.     

掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性分析

基于激光器稳态速率方程理论,分析了掺Yb3 双包层光纤激光器的输出特性,讨论了谐振腔结构、泵浦方式以及在近阈值和强泵浦情况下,输出反射镜的反射率对输出功率的影响。通过数值计算分析可知,对于F-P腔结构的双包层光纤激光器,采用后向泵浦比采用前向泵浦获得的输出功率大,增益分布也较后者平坦;在近阈值情况下进行泵浦,输出耦合镜有一个最佳反射率,使输出功率达到最大。一般反射率应取在0.4~0.7之间,但在强泵浦情况下,输出反射镜的反射率越低越好。同时还发现,由于光纤对激光存在着再吸收,因此在一定的泵浦功率下,增益介质长度存在一个最佳长度值,使输出功率达到最大。一般光纤应在70~90 m之间。     

大脉冲能量单层CVD石墨烯被动调Q掺镱双包层光纤激光器

基于单层化学气相沉积(CVD)石墨烯可饱和吸收体的大脉冲能量被动调Q双包层光纤激光器.采用三明治结构,将CVD法生长的单层石墨烯通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)从铜箔上转移到光纤端面,制备成PMMA/石墨烯调Q器.采用全光纤线性腔结构,掺镱双包层光纤和PMMA/单层石墨烯分别作为增益介质和被动调Q器件,大功率975nm半导体激光器作为泵浦源,大比例(95%)功率耦合输出,成功实现了中心波长为1 063.6nm大脉冲能量的稳定调Q光纤激光器.调Q脉冲序列重复频率在9.7~26.46kHz连续可调,当泵浦功率为756.1mW时,最大输出功率为46mW,最小脉宽为4.5μs,并且获得的最大单脉冲能量为1.7μJ.实验结果表明,单层CVD石墨烯性能优异,将有望在双包层光纤激光器中实现更大平均功率、单脉冲能量的激光输出.     

16.1 W输出1 064 nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器(NPRO)产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大. 当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出. 采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响. 研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况. 用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

掺镱（Yb3＋）双包层光纤激光器实验研究

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、散热方便、结构紧凑等优点,是高功率激光器领域的研究热点。本文设计了温控、水冷系统使半导体激光二极管泵浦源稳定在工作波长。通过设计的包层泵浦功率剥除器,有效地剥离了未被掺镱（Yb3＋）双包层光纤吸收的泵浦光。采用20w的半导体二极管激光器作为泵浦源,5m长掺镱（Yb3＋）双包层光纤作为增益介质,光纤光栅作为腔镜,在泵浦功率为19w时,获得10．42W的激光输出,激光波长1062nm,光一光转换效率约54．8％。     

双二色镜腔的国产掺Yb3+双包层光纤激光器

国产双包层光纤对泵浦光不能实现有效吸收,从而导致剩余泵光过多的现象,本文采用了双二色镜的腔结构,研究了国产D型内包层掺Yb3 双包层光纤激光器的输出特性,得到了无剩余泵光的激光脉冲输出,中心波长为1．076μm,平均功率为604 nw．     

16.1W输出1064nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器（NPRO）产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大.当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出.采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响.研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况.用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

掺铒光纤放大器的特性研究

从理论和实验两方面研究了掺铒光纤放大器的输出特性。在理论上用数值模拟的方法研究了泵浦功率、信号光强度、光纤长度等参数的变化对输出特性的影响。通过实验研究了泵浦光源的输出功率和驱动电流的关系、放大器的增益与泵浦功率和输入信号光功率的关系。研究表明实验结果和数值模拟结果相吻合,对掺铒光纤放大器的结构设计,以及改善掺铒光纤放大器的增益特性有一定的指导作用。     

外腔半导体激光器的实验研究

本文报道了外腔半导体激光器的一些研究成果。利用闪耀光栅作反馈元件，对808nm波长的半导体激光器形成弱耦合外腔，实现了光谱特笥较好的窄线宽单模激光输出，线宽小于0.06nm，边模抑制比大于30dB，最大输出功率为35.4mW，总的光－光转换效率为46％。通过调整光栅转角，可以得到11.66nm的波长调谐范围。设计了光栅－反向镜联动结构，使外腔半导体激光器的输出方向不再随调谐而变化。     

基于Tellurite光纤的受激布里渊散射慢光数值模拟

利用受激布里渊散射对Tellurite光纤实现慢光进行数值研究.通过数值模拟得到在小信号以及增益饱和情况下,斯托克斯脉冲的时间延迟和脉冲展宽随增益的变化关系;同时模拟了在固定的增益参数下,时间延迟及脉冲展宽随斯托克斯峰值功率的变化关系.结果表明由于Tellurite光纤具有较高的增益系数,可以有效减少增益饱和对斯托克斯脉冲的时间延迟的限制并且具有较大的延迟时间,同时表明较高的斯托克斯峰值功率也是造成增益饱和的重要原因.     

LD抽运Nd:YVO4三镜腔激光器腔内和频技术

针对激光二极管端面抽运的三镜复合腔Nd:YVO4/KTP腔内和频激光器,在分别满足1 064,1 342 nm双波长激光振荡阈值相等和光子数密度相等条件下,数值计算两个支腔腔长、两个支腔反射镜透过率之间的关系.根据理论计算得到的参数,在双波长光子数密度相等和双波长振荡阈值相等两种情况下,对比其和频输出的黄光功率.当抽运功率均为12 W时,分别得到了410 mV和340 mW的黄光输出,光-光转换效率分别为3.4%和2.8%.利用双波长光子数密度相等条件,可以得到更高转换效率的和频黄光.     

6.65 W输出二极管抽运双包层光纤单频放大器

研究光纤放大器的耦合效率以及影响输出功率的因素.抽运源为光纤输出976 nm的半导体激光器,增益光纤为长4.4 m的D型掺Yb3 双包层光纤,信号源为自行研制的单块非平面环形腔激光器.抽运光的耦合效率为80%,信号光的耦合效率为44%,入纤抽运光功率为24 W,信号光功率为200 mW时,得到了6.65 W的净输出功率,放大倍数达到33倍.分别对信号光及放大输出的频谱进行测量,结果为1 064 nm的单频放大.实验表明,信号光对放大增益的抽取非常重要,在此实验中信号光尚未饱和,放大功率仍有提高的余地.     

掺铒光纤激光器及其特性

研究了掺铒光纤激光器,利用掺铒光纤在1550nm的增益特性,用980nm的泵浦光注入,通过光纤光栅滤波和光振荡,从而得到波长为1550．24nm,3dB带宽为0．06nm,输出功率为20mW的激光．在此基础上对影响功率稳定性的因素进行了分析,提出了具体的改进措施．结果表明,激光器的功率稳定性得到明显提高．     

高掺铒光纤激光器输出特性的研究

对高掺铒光纤激光器的输出特性进行了研究，实验中观察到随泵浦能量增加，激光器由连续运转变为脉动输出（微秒量级），继续增加泵浦能量，在展开的脉冲包络中观察到了纳秒调制信号，其密度小于2ns，用离子对交叉驰豫模型及光 的非线性效应－受激布里渊散射对实验结果进行了定性解释。     

双泵浦光纤参量放大器中泵浦与光纤长度选取的研究

研究了强非线性色散位移光纤和光子晶体光纤中的光纤参量放大增益特性.结果表明,在泵浦光功率低于受激布里渊散射阈值的条件下,当两泵浦光功率相等且功率之和与光纤长度的乘积满足某一特定值时,可得到最佳增益谱平坦性、增益峰值、增益带宽等参数;适当改变光纤长度或泵浦光功率,可以优化光纤参量放大.