首页 > 论文 > 光学学报 > 36卷 > 1期(pp:0114002--1)

中红外2.8 μm 光纤激光器机械调Q 工作特性

Output Characteristics of Q-Switched Mid-Infrared Fiber Laser with a Mechanical Chopper

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摘要

采用中心波长为975 nm 半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,并在谐振腔内插入机械斩波器,获得了2.8 μm 激光机械调Q 输出。研究了激光器在不同抽运功率,不同工作频率条件下的输出特性,分析了脉冲分裂的原因。通过控制适当抽运功率,激光器工作在3.5 kHz 条件下,获得了最大单脉冲能量84.5 μJ,脉宽250.3 ns,峰值功率超过300 W 的脉冲输出。

Abstract

A high power actively Q-switched mid-infrared fiber laser at 2.8-μm waveband is demonstrated by employing a 975 nm laser- diode pumping a piece of heavily Er3 +- doped ZBLAN doubleclad fiber and a mechanical chopper into the cavity as the Q- switch. Output characteristics at different pump powers and various repetition rates is investigated. Meanwhile, the pulse spikes are observed and analyzed. The maximum pulse energy of 84.5 μJ, pulse duration of 250.3 ns and peak power of exceeding 300 W is obtained at a repetition rate of 3.5 kHz under a proper pump power.

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中图分类号:TN212 TN248.1

DOI:10.3788/aos201636.0114002

所属栏目:激光器与激光光学

责任编辑:宋梅梅  信息反馈

基金项目:激光与物质相互作用国家重点实验室基金课题(SKLLIM1412)

收稿日期:2015-08-03

修改稿日期:2015-09-02

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沈炎龙:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
周松青:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
谌鸿伟:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
黄珂:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
栾昆鹏:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
陶蒙蒙:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
于力:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
易爱平:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
冯国斌:西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024

联系人作者:沈炎龙(shenyanlong@nint.ac.cn)

备注:沈炎龙(1983—),男,硕士,助理研究员,主要从事高功率激光技术及应用方面的研究。

【1】Zhu X, Peyghambarian N. High-power ZBLAN glass fiber lasers: review and prospect[J]. Advances in Optoelectronics, 2010: 1-23.

【2】Chen Hao, Li Jianfeng, Ou Zhonghua, et al.. Progress of mid-infrared fiber lasers[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2011, 48(11): 111402.
陈昊, 李剑锋, 欧中华, 等. 中红外光纤激光器研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2011, 48(11): 111402.

【3】Peng Jue, Wang Weimin, Peng Yuefeng, et al.. Optical parametric amplifier based on PPMgO:CLN[J]. Chinese J Lasers, 2013, 40(6): 0602004.
彭珏, 王卫民, 彭跃峰, 等. 基于PPMgO∶CLN 的光参量放大器[J]. 中国激光, 2013, 40(6): 0602004.

【4】Tan Gaijuan, Xie Jijiang, Zhang Laiming, et al.. Recent progress in mid-infrared laser technology[J]. Chinese Optics, 2013, 6(4): 501-512.
谭改娟, 谢冀江, 张来明, 等. 中波红外激光技术最新进展[J]. 中国光学, 2013, 6(4): 501-512.

【5】Jackson S D. Single-transverse-mode 2.5-W holmium-doped fluoride fiber laser operating at 2.86 mm[J]. Opt Lett, 2004, 29(4): 334-336.

【6】Jackson S D. Singly Ho3+-doped fluoride fibre laser operating at 2.92 μm[J]. Electron Lett, 2004, 40(22): 1400-1401.

【7】D Faucher, M Bernier, N Caron, et al.. Erbium-doped all-fiber laser at 2.94μm[J], 2009, Opt Lett, 34(21): 3313-3315.

【8】Zhu X, Jain R K. Watt-level Er-doped and Er–Pr-codoped ZBLAN fiber amplifier at the 2.7-2.8 μm wavelength range[J]. Opt Lett, 2008, 33(14): 1578-1580.

【9】Zhou Minchao, Jiang Xianfeng, Zhang Lifang, et al.. Optical performance of high power laser diode stack[J]. Chinese J Lasers, 2013, 40 (12): 1202004
周旻超, 江先锋, 张丽芳, 等. 大功率半导体激光器叠阵的光学性能[J]. 中国激光, 2013, 40(12): 1202004.

【10】Jackson S D. High-power and highly efficient diode-cladding pumped holmium-doped fluoride fiber laser operating at 2.94 μm[J]. Opt Lett, 2009, 34(15): 2327-2329.

【11】Tokita S, Murakami M, Shimizu S, et al.. Liquid-cooled 24 W mid-infrared Er∶ZBLAN fiber laser[J]. Opt Lett, 2009, 34(20): 3062-3064.

【12】Faucher D, Bernier M, Androz G, et al.. 20 W passively cooled single-mode all-fiber laser at 2.8 μm[J]. Opt Lett, 2011, 36(7): 1104-1106.

【13】Huang Yuanfang, Peng Yuefeng, Wei Xingbin, et al.. Watt-level continuous wave 2.8 μm mid-infrared Er:ZBLAN fiber laser[J]. Chinese J Lasers, 2012, 39(5): 0502007.
黄园芳, 彭跃峰, 魏星斌, 等. 瓦级连续波2.8 μm 中红外Er:ZBLAN 光纤激光器[J]. 中国激光, 2012, 39(5): 0502007.

【14】Peng Yuefeng, Wei Xingbin, Huang Yuanfang, et al.. Muti-watt-level mid-infrared 2.8 μm fiber laser[C]. The 10th Conference of Opto- Electronics Technology, 2012, GD02-024: 195.
彭跃峰, 魏星斌, 黄园芳, 等. 数瓦级中红外2.8 μm 光纤激光器[C]. 第十届全国光电技术学术交流会, 2012, GD02-024: 195.

【15】Shen Yanlong, Huang Ke, Zhu Feng, et al.. Laser diode-pumped watt-level single mode heavily erbium-doped mid-infrared fiber laser [J]. Acta Photonica Sinica, 2014, 43(3): 03014002 . 沈炎龙, 黄珂, 朱峰, 等. LD 抽运瓦级单模高掺铒中红外光纤激光器[J]. 光子学报, 2014, 43(3): 03014002 .

【16】hen Yanlong, Huang Ke, Zhou Songqing, et al.. 10-W level high efficiency single-mode mid-infrared 2.8 μm fiber laser[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(5): 0314002.
沈炎龙, 黄珂, 周松青, 等. 10 W 级高效率单模2.8 μm 中红外光纤激光器[J]. 中国激光, 2015, 42(5): 0314002 .

【17】Zhang Jianmin, Feng Guobin, Yang Pengling, et al.. Thermal issues of photoconductive HgCdTe detector in mid-infrared laser parameter measurement[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(1): 22-30.
张检民, 冯国斌, 杨鹏翎, 等. 碲镉汞光导探测器在中红外激光测量中的热问题[J]. 光学精密工程, 2015, 23(1): 22-30.

【18】Wei C, Zhu X. Norwood R A. Passively Q-Switched 2.8 μm nanosecond fiber laser[J]. Photon Tech Lett, 2012, 24(19): 1741-1744.

【19】Hu T, Hudson D D, Jackson S D. Actively Q-switched 2.9 m Ho3+/Pr3+doped fluoride fiber laser[J]. Opt Lett, 2009, 37(11): 2145-2147.

【20】Coleman D J, King T A, Ko D K, et al.. Q-switched operation of a 2.7 μm cladding-pumped Er3+/Pr3+ codoped ZBLAN fibre laser[J]. Optics Communications, 2004, 236(2004): 379-385.

【21】S Tokita, M Murakami, S Shimizu, et al.. 12 W Q-switched Er:ZBLAN fiber laser at 2.8 μm[J]. Opt Lett, 2011, 36(15): 2812-2814.

【22】C Wei, X Zhu, R A Norwood, et al.. Er3+-doped ZBLAN fiber laser Q-switched by Fe:ZnSe[C]. CLEO Technical Digest, 2012: JW2A61.

【23】C Wei, X Zhu, F Wang, et al.. Graphene Q-switched 2.78 μm Er3+-doped fluoride fiber laser[J]. Opt Lett, 2013, 38(17): 3233-3235.

【24】Xu Yan, Xie Jijiang, Li Dianjun, et al.. Q-switch techniques of CO2 laser[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2): 196-207. 徐
艳, 谢冀江, 李殿军, 等. CO2激光调Q 技术[J]. 中国光学, 2014, 7(2): 196-207.

【25】Zhu X, Jain RK. Watt-level Er-doped and Er–Pr-codoped ZBLAN fiber amplifier at the 2.7-2.8 μm wavelength range[J]. Opt Lett, 2008, 33(14): 1578-1580.

【26】Du Geguo, Zhang Lingcong, Zhao Junqing, et al.. Actively Q-switched thulium-doped double-clad fiber laser[J]. Journal of Shenzhen University Science and Engineering, 2012, 29(5): 417-420.
杜戈果, 张灵聪, 赵俊清, 等. 主动调Q 掺铥双包层光纤激光器[J]. 深圳大学学报理工版, 2012, 29(5): 417-420.

【27】Chen Yuqing, Wang Jinghuan. Principle of Lasers[M]. Hangzhou: Zhejiang University Press, 2005.
陈钰清, 王静环. 激光原理[M]. 杭州: 浙江大学出版社, 2005.

【28】Li J F, Luo H Y, He Y L, et al.. Semiconductor saturable absorber mirror passively Q-switched 2.97 μm fluoride fiber laser[J]. Laser Phys Lett, 2014, 11(6): 065102.

【29】Feng Jiansheng, Yuan Xiao, Xiong Baoxing, et al.. Wavelength stability and linewidth narrowing[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 34(5): 0514001. 封建胜, 袁孝, 熊宝星, 等. 用于抽运铯蒸气激光器的半导体激光器波长稳定与线宽窄化研究[J]. 光学学报, 2014, 34(5): 0514001.

引用该论文

Shen Yanlong,Zhou Songqing,Chen Hongwei,Huang Ke,Luan Kunpeng,Tao Mengmeng,Yu Li,Yi Aiping,Feng Guobin. Output Characteristics of Q-Switched Mid-Infrared Fiber Laser with a Mechanical Chopper[J]. Acta Optica Sinica, 2016, 36(1): 0114002

沈炎龙,周松青,谌鸿伟,黄珂,栾昆鹏,陶蒙蒙,于力,易爱平,冯国斌. 中红外2.8 μm 光纤激光器机械调Q 工作特性[J]. 光学学报, 2016, 36(1): 0114002

被引情况

【1】沈炎龙,王屹山,谌鸿伟,黄珂,陶蒙蒙,栾昆鹏,于力,易爱平,冯国斌. 高峰值功率中红外2.8 μm脉冲光纤激光器. 光子学报, 2016, 45(11): 1114002--1

【2】李维炜,张小金,王航,罗正钱. 3 μm中红外稀土掺杂光纤激光器研究进展. 激光与光电子学进展, 2019, 56(17): 170605--1

【3】郭志坚. 长程库仑势在原子阈上电离能谱中的影响. 激光与光电子学进展, 2018, 55(9): 90201--1

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