中国科学院福建物质结构研究所中国科学院光电材料化学与物理重点实验室，福建 福州 350002
报道了一种高重复频率、宽波段连续可调谐的紫外/深紫外超短脉冲激光器，调谐范围为192~300 nm。该激光器采用可调谐的钛宝石锁模激光器作为基频光源，通过优化设计多级倍频/和频组合与非线性晶体角度，分三个波段进行频率上转换，分别产生了192~210 nm、210~250 nm、250~300 nm的深紫外/紫外激光，最终合成一路覆盖192~300 nm的连续可调谐超短脉冲激光，同时还获得了调谐范围为375~500 nm的紫外/可见光波段的激光输出。光束切换、晶体角度调节、群速补偿、光束指向稳定等过程的电控设计，使得激光器在整个调谐过程中可由程序控制，无需复杂的人工调节，具备了单台激光器的可操控性和实用性。
激光器 非线性激光变频 深紫外激光 超快激光 可调谐
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Optoelectronic Materials Chemistry and Physics, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, 4 Engineering Drive 3, 117576, Singapore
We explored Q-switching mechanism for the newly proposed Tm/Ho composite laser via developing a hybrid resonator for separating the intra-cavity Tm laser modulated by the saturable absorber (SA). With a Cr:ZnSe SA, successful passively Q-switching process with the maximum average output power of 474 mW and the shortest pulse width of 145 ns were obtained at the pulse repetition frequency of 7.14 kHz, where dual wavelength oscillation in both 2090 nm and 2097 nm was observed. This work provides an effective way for a direct laser diode (LD) pumped Q-switched Ho laser, which is compact and accessible. Furthermore, the current SA could be replaced by the 2D materials with broadband saturable absorption such as topological insulators or transition-metal dichalcogenides for seeking novel PQS lasers.
Ho laser Tm laser Tm/Ho composite passively Q-switched Cr:ZnSe Opto-Electronic Advances
2020, 3(4): 04190031
1 中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室, 福建 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100049
报道了一种以二维材料MoS2作为可饱和吸收体的全固态Tm∶YAG被动调Q激光器。该激光器以785 nm窄线宽半导体激光器作为抽运源,采用平平腔设计,以MoS2纳米片作为可饱和吸收体,实现了2 μm 波段的被动调Q运转。在吸收抽运功率达到2.02 W时,获得了最大平均输出功率为421 mW、最小脉冲宽度为 423 ns、重复频率为49.36 kHz、最大单脉冲能量为8.53 μJ的脉冲激光输出。结果表明,MoS2 是一种可适用于2 μm 波段固态激光器的可饱和吸收体,为产生近红外波段的脉冲激光提供了一种新的方法。
激光器 被动调Q 固态激光器 可饱和吸收体 MoS2
1 西安建筑科技大学建筑学院, 陕西 西安 710055
2 中国科学院福建物质结构研究所国家光电子晶体材料工程技术研究中心, 福建 福州 350002
提出了利用一种新型的高透气薄膜元件实现连续液面成型3D打印技术的方案并进行了实验验证。连续液面成型3D打印技术采用下入光结构，在光源与打印平台之间引入一个透明的透气薄膜元件，氧气可以通过薄膜元件渗透进入光固化成型表面，由于氧阻聚效应在光固化成型表面与透气薄膜之间产生一层液态未固化层。利用这一未固化层，3D打印平台可以连续不间断上移，实现了高速的连续光固化3D打印，纵向打印速度超过650 mm/h。由于连续液面成型3D打印技术较高的打印精度和效率，利用该技术进行建筑模型的制作，并将其应用于建筑模型的风洞测试研究。
材料 3D打印 光固化 连续液面成型 透气薄膜
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室,光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
通过有效折射率模型分析了光子晶体光纤的无限截止单模特性, 数值模拟表明只要光纤微结构包层中空气孔直径与孔间距之比足够小, 光子晶体光纤就可以在任意波长支持单模传输。具体计算了光子晶体光纤在大于200 nm的波长范围内支持单模传输的结构参数, 为实现光子晶体光纤单模传输紫外激光提供了理论依据。实验采用光纤激光器四次谐波260 nm飞秒激光和一段小空气孔直径的光子晶体光纤, 研究了紫外激光在光子晶体光纤中的传输特性。其中光子晶体光纤纤芯直径为4.54 μm, 耦合效率大于31%。
光纤光学 光子晶体光纤 紫外激光 无截止单模
天津大学 精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
实验研究了基于掺Yb3+单偏振大模场面积光子晶体光纤的高单脉冲能量光纤飞秒激光放大器。该放大器为非线性放大,利用自相位调制实现非线性相移得到光谱展宽。由于压缩器提供适当的色散补偿,并优化振荡放大系统中的增益、非线性、高阶色散参数,使得压缩后脉冲具有较高的峰值功率。同时利用声光调制器降低振荡级的重复频率到1 MHz,最后得到最短脉冲宽度124 fs,单脉冲能量1.56 μJ,对应峰值功率12.6 MW的激光输出。
光子晶体光纤 大模场面积光纤 飞秒激光 光纤放大器
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
实验研究了一种基于大模场面积光子晶体光纤飞秒激光技术的紫外飞秒激光源。分析了群速失配下的倍频光和基频光的走离长度,并实验比较了不同长度的BBO晶体的倍频功率和效率。分别采用5 mm和0.18 mm的两块BBO晶体,在Ⅰ类相位匹配条件下,对光子晶体光纤放大器输出的脉宽为110 fs,重复频率50 MHz的1040 nm飞秒激光进行腔外二倍频(SHG)和四倍频(FHG),获得了高功率紫外飞秒激光。在20 W的平均功率抽运下,获得了8.88 W的二倍频绿光输出,转换效率为44.4%。同时获得了656 mW的四倍频260 nm紫外激光,单脉冲能量13 nJ,最高功率时二次谐波(SH)到四次谐波(FH)的转换效率为7.39%。
超快光学 倍频 紫外飞秒激光 光子晶体光纤激光器
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室 教育部光电信息技术科学重点实验室, 天津 300072
光子晶体光纤(PCF)呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性：可灵活设计的色散特性、增强的光学非线性特性、在极宽谱带内单模传输特性和增强的双折射特性等, 使其从一出现便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点, 在飞秒激光技术中得到了广泛的应用并极大地提高了锁模光纤激光器的输出水平。尤其以掺增益介质的双包层光子晶体光纤为代表的新型光纤激光技术的出现极大地推动了飞秒激光技术的普及化。阐述了近年来基于光子晶体光纤的飞秒激光振荡器、放大器方面的研究进展及其前沿应用。
飞秒激光技术 光子晶体光纤 大模场面积 太赫兹辐射 非线性光学 微加工
College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Key Laboratory of Optoelectronics Information and Technical Science, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Frontiers of Optoelectronics
2008, 1(1): 101
