作者单位
摘要
1 西安电子科技大学光电工程学院,陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学前沿交叉研究院,陕西 西安 710071
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190
4 航天江南集团有限公司,贵州 贵阳 550009
翠绿宝石激光器在医疗美容等领域发挥着重要的作用,其通常采用红光二极管(LD)激光器作为泵浦源,可以获得较高的转化效率,但红光LD激光器的光束质量较差,不适合直接作为克尔透镜锁模激光器的泵浦源,商用的绿光激光器以其优异的光束质量成为了克尔透镜锁模翠绿宝石激光器的首选泵浦源。报道了一种绿光泵浦的克尔透镜锁模翠绿宝石激光器。实验采用商用532 nm全固态绿光激光器作为翠绿宝石激光器的泵浦源,当泵浦光功率为10 W时,实现了稳定的锁模脉冲输出,重复频率为92 MHz,平均功率为369 mW,脉冲宽度为86 fs,中心波长为749 nm,光谱半峰全宽为6.3 nm。
激光器 全固态激光器 绿光泵浦 克尔透镜锁模 翠绿宝石 
中国激光
2024, 51(2): 0201007
Shiyang Zhong 1Hao Teng 1,2,*Xiaoxian Zhu 1,3Yitan Gao 1,3[ ... ]Zhiyi Wei 1,2,3,***
Author Affiliations
Abstract
1 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2 Songshan Lake Materials Laboratory, Dongguan 523808, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
Isolated attosecond pulses (IAPs) are generated via applying amplitude gating on high-order harmonic generation driven by carrier-envelope phase stabilized 5.2 fs pulses with 0.5 mJ pulse energy at 770 nm central wavelength at the Synergetic Extreme Condition User Facility. A continuum ranging from 70 to 100 eV that supports sub-100-attosecond pulse is extracted by Zr foil and Mo/Si multilayer mirror. We demonstrate the characterization of the IAP. The retrieved pulse duration is 86 attoseconds. The developed attosecond laser beamline with repetition rate up to 10 kHz is available for users to conduct attosecond photoelectron spectroscopy researches with a capability of coincidence measurement.
amplitude gating coincidence FROG-CRAB high-order harmonic generation isolated attosecond pulses 
Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 113201
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China
2 Guangdong Jingqi Laser Technology Corporation Limited, Songshanhu, Dongguan 523808, China
3 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
4 State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
Supercontinuum white laser with large bandwidth and high pulse energy would offer incredible versatility and opportunities for basic science and high technology applications. Here, we report the generation of high-efficiency 2.8-octave-spanning ultraviolet-visible-infrared (UV-Vis-IR) (with 350-2500 nm 25 dB bandwidth) supercontinuum white laser from a single chirped periodically poled lithium niobate (CPPLN) nonlinear crystal via synergic high-harmonic generation (HHG) and self-phase modulation (SPM). The CPPLN exhibits multiple controllable reciprocal-lattice bands to simultaneously support the quasi-phase matching (QPM) for simultaneous broadband 2nd-10th HHG via cascaded three-wave mixing against a broadband fundamental pump laser. Due to the efficient second-order nonlinearity (2nd-NL) up-conversion and significant 3rd-NL SPM effect both in the pump and HHG laser pulses, 350-2500 nm supercontinuum white laser is eventually obtained with 17 μJ per pulse under pump of 45 μJ per pulse mid-infrared femtosecond laser corresponding to an average high conversion efficiency of 37%. Our work opens up a route towards creating UV-Vis-IR all-spectrum white lasers through engineering the synergic action of HHG and SPM effects in nonlinear crystals for applications in ultrafast spectroscopy, single-shot remote sensing, biological imaging, and so on.
PhotoniX
2023, 4(1): 11
朱孝先 1,2,3高亦谈 1,3王一鸣 1,2,3王佶 3[ ... ]魏志义 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
3 松山湖材料实验室,广东 东莞 523808
近年来随着计算机性能的提高,机器学习中的神经网络发展迅速,在诸多领域中得到了成功的应用。在超快光学中,基于神经网络技术的一些应用在过去几年中也受到了越来越多的关注,例如脉冲表征、光纤激光器的锁模、多模光纤传播动力学、非线性动力学的预测以及脉冲传播等。综述了神经网络在超快光学中已经实现的一些应用,包括实验过程中激光器的自调谐、超快传播动力学的表征和控制以及实验数据的处理和物理规律的发掘,展望了未来的应用前景并分析了面临的挑战。
激光光学 超快光学 神经网络 实验控制 数据处理 
中国激光
2023, 50(11): 1101003
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 光电工程学院, 西安
2 西安电子科技大学 前沿交叉研究院, 西安
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室, 北京
可见光波段激光在科研、工业、医疗以及通信领域应用广泛, 可通过半导体激光器、稀土离子掺杂激光器和非线性频率变换技术产生, 其中可见光稀土离子掺杂激光器近年来受到广泛关注。首先介绍了可见光波段激光的几种典型应用, 然后分析了目前可以产生可见光激光的稀土离子(镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥)的发射吸收光谱和激光特性, 最后综述了其中较有潜力的镨离子和铽离子在可见光固体激光器方面的最新研究进展。
可见光激光 稀土离子 固体激光器 镨离子 铽离子 visible lasers rare earth ions solid-state lasers praseodymium ion terbium ion 
光电技术应用
2023, 38(1): 11
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学光电工程学院,陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学前沿交叉研究院,陕西 西安 710071
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190
4 江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏 徐州 221116
半导体激光器泵浦的高功率飞秒激光器在工业加工和生物医学等领域中均发挥着重要的作用。一般而言,无论是被动锁模飞秒激光器还是克尔透镜锁模飞秒激光器,都需要在腔内引入一定的负色散平衡自相位调制,产生稳定的飞秒孤子。特别是随着平均功率的增加,腔内自相位调制增强,需要更多的负色散量进行平衡。常用的色散补偿器件有棱镜对、啁啾镜以及GTI(Gires-Tournois interferometer)镜等,棱镜对导致振荡器结构复杂,而啁啾镜和GTI镜的价格较为昂贵。实现了基于宽带高反镜色散补偿的高功率克尔透镜锁模运转,在泵浦功率为18 W时,利用Yb∶CYA晶体获得了平均输出功率为3.6 W、脉冲宽度为92 fs、100 min功率稳定性均方根值(RMS)为0.46%的稳定锁模脉冲,有利于进一步降低高功率飞秒激光器的成本。
激光器 超快激光 掺镱全固态激光器 克尔透镜锁模 高平均功率 飞秒激光 
中国激光
2023, 50(7): 0701001
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学光电工程学院,陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学前沿交叉研究院,陕西 西安 710071
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190
报道了激光二极管(LD)直接泵浦的吉赫兹(GHz)重复频率克尔透镜锁模Yb∶KGW激光器。采用976 nm单模光纤耦合LD作为泵浦源,在基于Yb∶KGW的“蝴蝶形”结构环形腔中,实现了1 GHz重复频率的克尔透镜锁模激光输出,平均功率为90 mW,脉冲宽度为265 fs。进一步利用979.5 nm单模光纤耦合LD作为泵浦源,将锁模脉冲的平均功率提高到了151 mW,对应的脉冲宽度为249 fs、中心波长为1045 nm。
激光器 全固态激光器 GHz重复频率 克尔透镜锁模 
中国激光
2023, 50(2): 0201008
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optical and Electronic Information and Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, 430074 Wuhan, China
2 Max-Planck Institute of Quantum Optics, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 GarchingGermany
3 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, 100190 Beijing, China
4 Ludwig Maximilian University of Munich, Am Coulombwall 1, 85748 Garching, Germany
5 School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, 100081 Beijing, China
6 TRUMPF Laser GmbH, Aichhalder Straße 39, D-78713 SchrambergGermany
7 Institut für Photonik, TU Wien, A-1040 Vienna, Austria
8 Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr, 22043 Hamburg, Germany
Ultrafast laser oscillators are indispensable tools for diverse applications in scientific research and industry. When the phases of the longitudinal laser cavity modes are locked, pulses as short as a few femtoseconds can be generated. As most high-power oscillators are based on narrow-bandwidth materials, the achievable duration for high-power output is usually limited. Here, we present a distributed Kerr lens mode-locked Yb:YAG thin-disk oscillator which generates sub-50 fs pulses with spectral widths far broader than the emission bandwidth of the gain medium at full width at half maximum. Simulations were also carried out, indicating good qualitative agreement with the experimental results. Our proof-of-concept study shows that this new mode-locking technique is pulse energy and average power scalable and applicable to other types of gain media, which may lead to new records in the generation of ultrashort pulses.
Ultrafast Science
2022, 2(1): 9837892
作者单位
摘要
1 中国科学院物理研究所 光物理重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
3 松山湖材料实验室,广东 东莞 523808
掺镱氯酸钆钙(Yb:CaYAlO4,简称Yb:CYA)晶体具有生长容易、增益曲线宽广平坦以及比热容高和导热性好等优点,是产生飞秒超短脉冲的优异介质晶体。本文介绍了一种基于Yb:CYA晶体的全固态克尔透镜锁模GHz飞秒振荡器,采用功率为8 W的980 nm光纤激光作为泵浦源,腔型为四镜环形腔结构,Yb:CYA晶体厚度为3 mm。该振荡器能够产生中心波长1 051 nm、平均输出功率1.7 W的GHz飞秒脉冲,脉冲宽度为207 fs。基于Yb:CYA晶体的振荡器实现了GHz重频瓦级飞秒脉冲输出,为进一步基于此振荡器实现高重频飞秒光学频率梳打下了坚实基础。
Yb:CYA GHz重复频率 全固态飞秒振荡器 克尔透镜锁模 光学频率梳 Yb:CYA GHz repetition rate All solid state femtosecond oscillator Kerr lens mode locking Optical frequency comb 
光子学报
2022, 51(10): 1014006
陈润植 1,3邢宇婷 1,3张瑶 1,2王栋梁 1,3[ ... ]常国庆 1,3,4,*
作者单位
摘要
1 中国科学院物理研究所 光物理重点实验室,北京 100190
2 西安电子科技大学 物理与光电工程学院,西安 710071
3 中国科学院大学,北京 100049
4 松山湖材料实验室,广东 东莞 523808
高功率高能量飞秒光纤激光系统通常采用主振荡器加功率放大器结构。在放大飞秒脉冲时,非线性效应是制约脉冲能量的主要因素。基于传统啁啾脉冲放大技术的光纤激光系统虽然能够产生能量在1 mJ量级的飞秒脉冲,但是所产生的脉冲通常在200 fs以上,无法直接满足能量要求较低(1~100 µJ范围之内)、脉冲宽度却更短(60 fs以下甚至更短)的应用需求。与啁啾脉冲放大技术通过展宽脉冲而减少非线性相移相反,非线性放大故意保持脉冲的宽度在皮秒量级从而积累大量的非线性相移,导致放大后脉冲的光谱展宽为输入光谱的数倍,经过传统光栅对压缩后能够产生60 fs以下的近变换极限脉冲。本文主要以掺镱光纤放大系统为例,重点介绍自相似抛物线脉冲放大、预啁啾管理放大、增益管理放大和非线性分脉冲放大四种非线性光纤放大技术的工作原理、发展现状以及未来趋势。将提出的预啁啾管理分脉冲放大与多路相干合成相结合,有望产生重复频率1 MHz、平均功率超过1 kW、脉冲能量1 mJ左右的亚50 fs脉冲。这种千瓦级高重复频率、高能量飞秒脉冲源在基础科学、激光加工等领域中具有潜在的应用。
超快光纤激光 自相似抛物线脉冲放大 预啁啾管理放大 增益管理放大 预啁啾分脉冲放大 Ultrafast fiber laser Self-similar parabolic pulse amplification Pre-chirp managed amplification Gain-managed amplification Pre-chirp managed divided-pulse amplification 
光子学报
2022, 51(7): 0751415

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