Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University, Xi’an 710000, Shaanxi, China.
2 School of Electronic Engineering, Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545006, Guangxi, China.
3 School of Computer Science and Engineering, Macau University of Science and Technology, Taipa 999078, Macau, China.
4 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710119, Shaanxi, China.
Manganese dioxide (MnO2) is a widely used and well-studied 3-dimensional (3D) transition metal oxide, which has advantages in ultrafast optics due to large specific surface area, narrow bandgap, multiple pores, superior electron transfer capability, and a wide range of light absorption. However, few studies have considered its excellent performance in ultrafast photonics. γ-MnO2 photonics devices were fabricated based on a special dual-core, pair-hole fiber (DCPHF) carrier and applied in ultrafast optics fields for the first time. The results show that the soliton molecule with tunable temporal separation (1.84 to 2.7 ps) and 600-MHz harmonic solitons are achieved in the experiment. The result proves that this kind of photonics device has good applications in ultrafast lasers, high-performance sensors, fiber optical communications, etc., which can help expand the prospect of combining 3D materials with novel fiber for ultrafast optics device technology.
Ultrafast Science
2023, 3(1): 0006
1 深圳技术大学工程物理学院，先进材料测试技术研究中心，深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室，广东 深圳 518118
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
中国激光
2022, 49(24): 2416001
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 西安交通大学 电子科学与工程学院 陕西省信息光子技术重点实验室，西安 710049
3 中国科学院大学，北京 100049
4 江苏师范大学 物理与电子工程学院 江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
单晶光纤具有细长的晶体结构以及对泵浦光的波导传输特性，使其兼具晶体以及光纤的激光放大介质优点，其细长的晶体结构可以有效地进行散热，保证了在高功率运转下依然可以保证高光束质量，与传统的晶体棒相比，对泵浦光的波导特性使其具有更大的能量提取效率和放大增益，简单的行波放大结构使得系统易于集成。单晶光纤作为放大增益介质已广泛应用于高功率高能量超短脉冲激光放大技术中，并在科研、工业加工等领域具有重要的应用前景。本文重点介绍了单晶光纤的结构和制备方法，以及近年来1 μm波段基于单晶光纤的超短脉冲放大技术研究的主要方法及结果，包括本课题组取得的主要进展，探讨和展望了单晶光纤放大技术的前景和发展方向。
单晶光纤 超短脉冲 大能量 高功率 啁啾脉冲放大 Singel crystal fiber Ultrashort pulse High energy High power Chirped pulse amplification
1 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
2 江苏中红外激光应用技术产业研究院，江苏 徐州 221116
3 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
1 μm波段超快激光器在材料表面改性、材料微加工等有着广泛的应用前景。激光振荡和放大技术能增强谐振腔的模式选择能力，激光增益和补偿器件可以提高激光峰值功率，进一步减小输出激光的脉冲宽度。主要概述了1 μm波段周期量级的超快激光振荡器（纯被动锁模、孤子锁模、克尔透镜锁模）、超快激光放大器（啁啾脉冲放大、脉冲整形、非线性压缩技术），以及1 μm超快激光器的调控器件与系统（激光增益介质、色散调控器件、高阶横模产生以及超快激光智能化控制）的最新研究进展。最后展望了1 μm周期量级超快激光器的发展前景和趋势。
激光器 超快激光振荡器 1 μm周期量级脉冲 脉冲放大 脉冲整形 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1100003
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
飞秒光纤激光器具有良好的光束质量与稳定性,被广泛应用于精细材料加工行业。目前工业化光纤飞秒激光器主要是通过啁啾脉冲放大系统的多级放大来实现其高功率,可是多级放大过程会导致严重的增益窄化效应,限制最终的压缩脉冲宽度。为了解决增益窄化问题,缩短脉冲宽度,提高峰值功率,达到更好的“冷”加工效果,提出一种基于空间光调制器的光谱整形系统,通过加载到空间光调制器上的灰度图,产生中心凹陷、平顶等特殊光谱形状,放大后的光谱宽度与初始的种子源保持一致。与未加光谱调制相比,光谱调制后的光谱宽度从7 nm提高到9.5 nm,对应的极限脉宽从222 fs减少到164 fs左右。最后通过透射式光栅对压缩,得到了平均功率为1.3 W的飞秒激光输出,采用高斯拟合的方式测量脉冲,脉冲宽度为170 fs,接近转换极限脉冲。
激光器 液晶空间光调制器 光纤飞秒激光器 光谱调制 增益窄化 啁啾脉冲放大系统 中国激光
2021, 48(11): 1101001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Science and Technology, Inner Mongolia Key Laboratory of Nanoscience and Nanotechnology, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, China
2 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710119, China
In this paper, we innovatively conduct a Porro prism-based beam pointing stability promotion technique research and realize a high-performance rod-type photonic crystal fiber-based chirped pulse amplification (CPA) system, mainly including a frequency-reduced all-fiber pre-amplification stage, photonic crystal rod-based main amplification stage, and 1600 lines/mm transmission grating-pair compressor. Laser output with average power of 50 W, repetition rates of 500 kHz, pulse energy of 100 μJ, pulse duration of 830 fs, beam quality of M2<1.3, power fluctuation of 0.55% root mean square, and beam pointing drift of 19 μrad/°C over 8 h is realized. The high-performance laser system has an enormous application potential in fundamental research and precision manufacturing fields.
chirped pulse amplification ultrashort pulses high performance laser system High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(4): 04000e40
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电研究院, 北京 100094
为了精确地测量阿秒脉冲的特性,自主研制了一套具有高能量分辨率的阿秒条纹相机,该相机采用了电子飞行距离长达2 m的磁瓶式结构电子飞行时间谱仪,可在提高能量分辨率的同时具有较高的光电子收集效率;在该设备的光路系统中实现了NIR飞秒脉冲与XUV阿秒脉冲延时扫描的稳定精度<20 as(均方根)。实验中采用双光选通门技术整形飞秒脉冲的光电场,在氖气池中产生了孤立阿秒脉冲。利用上述阿秒条纹相机测量该脉冲,获得了阿秒光电子条纹谱,通过基于单频滤波的相位重构算法得到159 as的孤立阿秒脉冲。
超快光学 超快激光 阿秒脉冲 阿秒条纹相机 阿秒测量 高次谐波产生
1 新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
2 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
3 中亚地理信息开发利用国家测绘地理信息局工程技术研究中心, 新疆 乌鲁木齐 830046
针对由噪声引起的遥感影像质量下降,选用7种典型的滤波算子分别对遥感影像进行处理,并结合支持向量机(SVM)的分类方法,分析滤波后影像亮度值的变化,与未经过滤波处理的影像进行分类后精度的对比。结果表明:相对于未经处理的遥感影像,经过滤波处理后的影像在土壤盐渍化信息提取中具有较高的分类精度;其中的高斯高通滤波结合SVM的土壤盐分提取模型的分类精度和Kappa系数由86.7285%和82.21%分别提高到89.6950%和86.20%,其分类效果最佳。滤波运算能抑制噪声、提高影像质量,能有效提高方法的盐渍化监测能力。掌握土壤盐渍化的空间分布特征及时空变化规律,对干旱区及半干旱区土壤盐渍化的防治和缓解、保护脆弱的生态环境都具有现实意义。
遥感 盐渍化 图像分类 滤波 支持向量机 激光与光电子学进展
2020, 57(4): 042801
