任丽 1,2,3孙博 1,2,3,*马丽 1,2,3冯晓强 1,2,3白晋涛 1,2,3
1 西北大学 光子学与光子技术研究所，陕西 西安 710127
2 省部共建西部能源光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710127
3 西北大学 陕西省光电子技术重点实验室，陕西 西安 710127
对线性啁啾光纤光栅（LCFBG）进行局部点加热时，在不同加热温度、加热宽度和加热位置情况下的输出光谱特性进行了研究。通过数值模拟发现，改变栅区局部加热点的温度和宽度，对透射禁带中窄带透射峰的透射率有较为明显的影响，其透射峰的中心波长也将会发生一定的漂移；透射峰的中心波长与栅区局部加热点的位置存在线性对应关系，且透射峰波长变化范围可覆盖整个透射禁带；LCFBG啁啾系数的大小，决定了改变加热位置导致的透射峰波长的调谐速率。基于理论研究结果，以热敏打印头的加热阵列为加热源，对LCFBG栅区进行局部点加热时的输出光谱特性进行了实验研究，得到了重复性和稳定性都较好、可多波长调谐的窄带透射峰。在实验误差范围内，实验结果与数值模拟得到的结论较为一致。
线性啁啾光纤光栅 局部点加热 相位突变 窄带透射峰 linearly chirped fiber Bragg grating local point heating phase change narrow-band transmission peaks 红外与激光工程
2022, 51(8): 20210708
Qimeng Lin 1,2,3Li Yan 1,2,3Yuanqi Song 1,2,3Xuzhuo Jia 1,2,3[ ... ]Jintao Bai 1,2,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Energy Photon-technology in Western China, Shaanxi Engineering Technology Research Center for Solid State Lasers and Application, Northwest University, Xi’an 710069, China
2 International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, Provincial Key Laboratory of Photo-electronic Technology, Northwest University, Xi’an 710069, China
3 Institute of Photonics & Photon-technology, Northwest University, Xi’an 710069, China
In this Letter, we demonstrated the switchable single- and dual-wavelength femtosecond soliton generation in single-mode Er-doped fiber lasers with the usage of carboxyl-functionalized graphene oxide (GO-COOH) saturable absorbers (SAs) for the first time, to the best of our knowledge. The fiber laser generated a stable single-wavelength conventional soliton at 1560.1 nm with a pulse duration of 548.1 fs. The dual-wavelength solitons centered at 1531.9 nm and 1555.2 nm with a spacing of approximately 23 nm can be obtained by adjusting the pump power of the cavity. Our experimental results indicated the GO-COOH has great potential to be used in ultrafast fiber lasers as broadband SAs.
fiber laser mode-locking dual-wavelength femtosecond soliton Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 111405
孙江 1,2,3,*侯磊 1,2,3林启蒙 1,2,3白杨 1,2,3[ ... ]白晋涛 1,2,3,4
1 西北大学 光子学与光子技术研究所光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心, 西安 710069
2 西北大学 光子学与光子技术研究所陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心, 西安 710069
3 西北大学 光子学与光子技术研究所陕西省光电子技术重点实验室, 西安 710069
4 西北大学 物理学院, 西安 710069
利用啁啾光纤布拉格光栅作为光谱滤波器和色散控制元件来控制掺镱保偏锁模光纤激光的光谱形状和腔内色散.实验装置采用线性腔设计, 利用半导体饱和吸收镜作为锁模器件, 实现掺镱保偏光纤激光器的被动锁模激光输出.当泵浦功率为52 mW时, 获得了脉冲宽度为4.26 ps, 重复频率为15.7 MHz, 平均功率为9.8 mW 的稳定锁模脉冲激光输出.输出激光中心波长为1 030 nm, 3dB谱宽为7.2 nm, 对应理想傅里叶变换极限脉宽约为150 fs.
锁模激光 掺镱光纤激光器 保偏光纤 可饱和吸收体 啁啾光纤光栅 Mode-locked laser Yb-doped fiber laser Polarization-maintaining Saturable absorber Chirped fiber Bragg gratings
西北大学 光子学与光学技术研究所 国家级光电技术与纳米功能材料国际科技合作研究中心 光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 陕西 西安710069
基于激光受激辐射损耗原理的远场光学超分辨成像技术, 当圆形入射高斯激光经过涡旋相位板调制后, 将转变为中心光强为零的圆环形光束, 该形状的激光束与光敏聚合物作用, 能够制备出具有一定功能的纳米结构。介绍了自主搭建的基于圆环连续激光光源的激光直写系统, 以及利用该系统研制的复合纳米结构。当光源为532 nm连续激光输出时, 与正性光刻胶作用, 得到直径<50 nm的纳米柱复合结构, 以及整齐均匀的纳米柱阵列结构; 与负性光刻胶作用, 得到直径<100 nm的纳米通道, 以及整齐均匀的中央有纳米通道的微米柱复合结构阵列。当光源为405 nm连续光纤激光时, 与正性光刻胶作用, 也得到了直径小至153 nm的纳米柱复合结构及其阵列。这些纳米结构的基本单元尺寸都突破了光学“阿贝衍射极限”的限制, 具有实用潜力。
光学衍射极限 连续激光直写技术 相位调制 纳米柱阵列 功能纳米复合结构 Optical diffraction limit CW laser direct writing lithography phase modulation nanopillar array functional composite nanostructure
1 西安计量技术研究院, 陕西 西安 710068
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
3 西北大学 物理学院, 陕西 西安 710069
基于激光干涉的测量技术目前已在观测测量中被广泛应用, 测量设备也向着便携化、智能化和集成化的方向发展。目前的激光干涉测量设备大多是利用迈克尔逊干涉仪的原理, 然而, 该方法通常是将干涉信息在空间域上进行处理, 对实验平台搭建和测量环境的要求也较为苛刻, 在工业生产环境中运用时易受工业设备位移时产生的高频震动影响。因此, 提出一种基于激光双外差干涉的位移量精密测量系统, 利用两组激光外差信号来构成两组干涉仪, 探测器接收到回波拍频信号后进行时间域的平均与频域解调, 提高测量系统的鲁棒性, 使得测量系统的准确度达到0.01 mm。
相干检测 位移测量 激光外差 频率调制 coherent measurement position shift measurement laser heterodyne frequency modulation
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 陕西 西安 710069
2 国家级光电技术和功能材料及应用国际科技合作基地 陕西省光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 陕西 西安 710069
利用纳秒级脉冲量激光的Z 扫描方法对不同层数石墨烯薄膜在3 μm~5 μm中红外波段的光限幅效应开展了研究, 获得的开孔Z扫描曲线均呈现出单一谷结构, 而闭孔Z扫描曲线没有明显的峰谷对称结构。通过对开孔Z扫描实验数据进行数值模拟, 分别得到3层石墨烯在3.010 μm、3.522 μm、4.326 μm和4.880 4 μm 4个中心波长处的三阶非线性吸收系数和光限幅阈值分别为11.39×10-7cm/W、10.61×10-7cm/W、9.75×10-7cm/W、8.81×10-7cm/W和3.49 J/cm2、3.75 J/cm2、4.11 J/cm2、4.55 J/cm2; 3层、5层和7层石墨烯在3.522 μm中心波长处的三阶非线性吸收系数和光限幅阈值分别为10.61×10-7 cm/W、11.32×10-7 cm/W、11.95×10-7 cm/W和3.75 J/cm2、3.41 J/cm2、3.32 J/cm2。实验数据表明, 石墨烯在中红外波段产生了较强的非线性反饱和吸收而具有明显的光限幅效应。
石墨烯 非线性反饱和吸收 光限幅效应 3 μm~5 μm 3 μm~5 μm graphene nonlinear reverse saturable absorption optical limiting effect
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 西北大学光子学与光子技术研究所,西安,710069
4 西安交通大学电子科学与技术系,西安,710049
采用固体浸没透镜的光存储方法是提高光存储密度的比较实用的近场光存储方法,而严格控制SIL下底面与光存储介质之间的亚波长级距离是此光存储系统正常工作的前提.本文采用电容法测量SIL的飞行高度,采用弹性悬臂将SIL加载在转盘表面上,转盘以不同速度转动时SIL将悬浮在不同的高度.计算机首先采集到SIL的飞行高度信息,再与设定的飞行高度作比较,根据比较结果调整转盘转速,从而达到调整SIL飞行高度的目的.采用此方法,可以动态地将SIL的下底面控制在距高速转动的转盘表面上150～600 nm范围内的一定高度上.
固体浸没透镜(SIL) 气浮 飞行高度 近场光存储 Solid immersion lens （SIL） Slipstream Flying height Near-field optical data storage
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 西北大学光子学与光子技术研究所,西安,710069
4 河南大学物理与信息光电子学院,河南开封,475001
5 西安交通大学电子科学与技术系,西安,710049
近场扫描光学显微术中,近场距离的检测和控制是需要解决的核心技术之一.本文研究了基于DDS驱动的压电传感器,在一个压电陶瓷片上,电极被分成相同的两部分,分别用于振动驱动和振幅检测.近场扫描的光纤探针固定于此压电陶瓷片上.振动驱动信号采用DDS,在样品的远场时,可以通过频率扫描得到误差在0.006 Hz以内的压电陶瓷片谐振频率驱动信号,而当光纤探针处于样品的近场距离之内时,压电陶瓷片的谐振频率偏离驱动信号频率,振幅明显减小,从而检测出近场距离.高精度振动驱动源DDS和高灵敏度压电传感器的采用提高了检测灵敏度和工作稳定性.
直接数字合成(DDS) 近场扫描光学显微镜 压电传感器 近场距离 Direct digital synthesis （DDS） Near-field scanning optical microscope （NSOM） Pizeo sensor Near-field distance
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学技术国家重点实验室,西安,710068
2 西安邮电学院电子与信息工程系,西安,710061
3 河南大学物理与信息光电子学院,开封,475001
4 中国科学院西安光学精密机械研究??瞬态光学技术国家重点实验室,西安,710068
在固体浸没透镜近场光存储中,光的偏振对近场光场分布具有很大的影响.采用三维时域有限差分法,对聚焦线偏振高斯光束通过固体浸没透镜后焦平面上各分量场分布及距离焦平面不同位置光斑图样进行了模拟.结果表明在焦平面上及距离焦平面较近的近场区域,出射光场在与入射光偏振垂直方向出现显著的场增强现象,从而使光斑图样呈近似椭圆分布;而在距焦平面较远的远场区域光斑图样趋向圆形对称分布.
时域有限差分法 固体浸没透镜 近场 高斯光束 偏振 Finite-difference time-domain method Solid immersion lens Near field Gauss beam Polarization
