作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
掺镱大模场光子晶体光纤在高峰值功率超快激光放大器中有着重要的应用价值,其研究得到了广泛关注。首先简要介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,阐述了掺镱大模场光子晶体光纤的基本设计思路,对比说明了保偏型掺镱光子晶体光纤的设计制备方法。重点介绍了近十年来中国科学院上海光学精密机械研究所在掺镱大模场光子晶体光纤方面的研究进展。包括掺镱大模场光子晶体光纤的纤芯折射率大小和均匀性控制、光子晶体光纤微结构控制等关键技术。采用自主研制的四种芯径为40~100 μm的掺镱大模场光子晶体光纤开展了皮秒脉冲激光放大实验。利用40 μm芯径的保偏掺镱光子晶体光纤实现了平均功率为100 W、光束质量因子(M2)小于1.4的稳定输出,偏振消光比为12 dB。利用100 μm芯径的保偏掺镱大模场光子晶体光纤实现了M2小于1.5的高光束质量脉冲放大。上述研究为掺镱大模场光子晶体光纤的国产化应用奠定了基础。
光纤光学 掺镱石英玻璃 大模场光子晶体光纤 皮秒脉冲激光放大 光纤激光 
中国激光
2024, 51(1): 0106001
Yafei Wang 1†Yinggang Chen 1,2Shikai Wang 1,*Meng Wang 1[ ... ]Lili Hu 1,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Chinese Academy of Sciences, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, Hangzhou, China
4 South China University of Technology, School of Materials Science and Engineering, State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Guangzhou, China
Ultrashort pulses at 920 nm are a highly desired light source in two-photon microscopy for the efficient excitation of green fluorescence protein. Although Nd3 + -doped fibers have been utilized for 920-nm ultrashort pulse generation, the competitive amplified spontaneous emission (ASE) at 1.06 μm remains a significant challenge in improving their performance. Here, we demonstrate a coordination engineering strategy to tailor the properties of Nd3 + -doped silica glass and fiber. By elevating the covalency between Nd3 + and bonded anions via sulfur incorporation, the fiber gain performance at 920 nm is enhanced, and 1.06-μm ASE intensity is suppressed simultaneously. As a result, the continuous-wave laser efficiencies and signal-to-noise ratio at 920 nm by this fiber are significantly enhanced. Importantly, the stable picosecond pulses at 920 nm are produced by a passive mode-locking technique with a fundamental repetition rate up to 207 MHz, which, to the best of our knowledge, is the highest reported repetition rate realized by Nd3 + -doped silica fibers. The presented strategy enriches the capacity of Nd3 + -doped silica fiber in generating 920-nm ultrashort pulses for application in biophotonics, and it also provides a promising way to tune the properties of rare-earth ion-doped silica glasses and fibers toward ultrafast lasers.
rare-earth-doped fiber ultrashort pulse high repetition rate fiber laser 
Advanced Photonics Nexus
2023, 2(6): 066002
作者单位
摘要
1中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
中国激光
2023, 50(17): 1716001
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
4 俄罗斯科学院光纤研究中心,莫斯科 119333,俄罗斯
中国激光
2023, 50(15): 1516001
Jinmin Tian 1,2Mengting Guo 2Fan Wang 2Cheng Wu 1,2[ ... ]Lili Hu 2,4,5,**
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Accelink Technologies Co., Wuhan 430000, China
4 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
5 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, the optical amplification characteristics of the home-made Bi/P co-doped silica fiber were systematically explored in the range of 1270–1360 nm. The maximum gain of 24.6 dB was obtained in the single-pass amplification device, and then improved to 38.3 dB in the double-pass amplification device for -30 dBm signal power. In addition, we simultaneously investigated the laser performance of the fiber with the linear cavity. A slope efficiency of 16.4% at 1313 nm was obtained with a maximum output power of about 133 mW under the input pump power of 869 mW at 1240 nm. As far as we know, it is the first laser reported based on the bismuth-doped fiber in China.
Bi/P co-doped silica fiber fiber amplifier O-band amplification fiber laser 
Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 050601
孙焰 1,2冯素雅 1,*王欣 1,2,**王璠 1[ ... ]胡丽丽 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
3 中国科学院大学杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
中国激光
2023, 50(10): 1016001
郭梦婷 1田晋敏 1,4王璠 1王孟 1[ ... ]胡丽丽 1,3,5,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室,上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
4 中国科学技术大学物理学院,安徽 合肥 230026
5 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
中国激光
2023, 50(6): 0616002
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
3 国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院,浙江 杭州 310024
稀土掺杂石英光纤具有物化性能稳定、机械强度高、易于系统集成等优点,是目前光纤激光器最核心的增益介质,但其稀土掺杂浓度一般较低(<2%)。利用溶胶凝胶法和高温烧结工艺制备了Tm3+掺杂浓度为8.29×1020 cm-3的高硅氧玻璃,并表征了其光谱性能。采用溶胶镀膜和二次熔融拉锥方法制备了芯径约为4 μm、外径为125 μm的石英光纤,其可与商用无源光纤进行熔接。利用全光纤化线性腔结构,以制备的不同长度掺Tm3+石英光纤作为增益介质,均可实现1947 nm激光输出,光信噪比约为70 dB;当光纤长度为4.6 cm时,斜率效率高达14.1%;同时搭建了掺铥光纤放大器,测得光纤小信号净增益系数为0.48 dB/cm。研究结果表明,该新型光纤制备方法可为高浓度掺铥石英光纤提供新途径,有望推动其在2.0 μm单频及高重频锁模光纤激光器中的应用。
激光器 光纤激光器 Tm3+高掺石英光纤 溶胶凝胶法 熔融拉锥 
光学学报
2023, 43(4): 0414001
孙焰 1王璠 1王亚飞 1阳求柏 1[ ... ]胡丽丽 1,2,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
2 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
中国激光
2022, 49(24): 2416002
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 国科大杭州高等研究院, 杭州 310024
掺镱石英光纤是高功率光纤激光器的核心元件, 其纤芯材料是掺镱石英玻璃。掺镱石英光纤的性能与掺镱石英玻璃纤芯材料的性质密切相关。本文总结了应用溶胶-凝胶法结合高温粉末烧结的方法制备系列Al、P、F、B、Ce共掺杂的掺镱石英玻璃, 以及不同共掺元素对掺镱石英玻璃的光学、光谱及结构的影响等方面的进展, 为优化掺镱石英光纤的激光性能提供了参考, 并指出未来应将重点关注掺镱石英玻璃微观结构与掺镱石英光纤激光性能之间的关联。
掺镱石英玻璃 光学性质 光谱性质 玻璃结构 ytterbium doped silica glass optical properties spectroscopic properties glass structure 
硅酸盐学报
2022, 50(4): 991

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