1 青岛黄海学院电子与信息工程学院, 山东 青岛 266427
2 南开大学物理科学学院, 天津 300071
模拟了随着传播长度的增加,基频和倍频激光脉冲的时域波形和光谱特性的演变过程。 通过引入走离长度和非线性长度, 给出了走离效应、群速度色散和三阶非线性效应对飞秒脉冲倍频的影响。研究了飞秒脉冲倍频的波长调谐特性, 发现40 ps基频脉冲波长调谐带宽仅有2.8 nm, 而40 fs基频脉冲的倍频波长调谐带宽高达42 nm。这在周期极化倍 频晶体工艺中有重要应用价值。
非线性光学 飞秒脉冲 波长调谐 波形和光谱演变 nonlinear optics femtosecond pulses wavelength tuning temporal and spectral evolutions
1 天津理工大学电子信息工程学院，天津市薄膜电子与通信器件重点实验室，通信器件与技术教育部工程研究中心, 天津 300384
2 南开大学物理科学学院, 天津 300071
建立了超短激光脉冲在准相位匹配晶体中传输的物理模型，并对修正后的非线性薛定谔方程进行了数值求解，获得了飞秒激光脉冲在周期极化铌酸锂晶体中传输的时空演化过程。模拟结果发现当入射基频光功率超过晶体自聚焦的临界功率时，发生自聚焦过程。自聚焦效应使激光脉冲在时域上产生分裂和在空间上发生聚焦。脉冲宽度随着传输距离的增加而逐渐减小，焦点处脉冲宽度最小；脉冲在空间上被聚焦，聚焦半径随着传输距离的增加而逐渐减小，焦点处半径最小，经过焦点后发散；脉冲峰值强度在焦点处最强，经过焦点后峰值强度逐渐降低。超短脉冲倍频过程中，自聚焦效应限制了准相位匹配晶体的长度。
非线性光学 飞秒激光 准相位匹配 周期极化 倍频 自聚焦
对周期极化非线性晶体的光参量振荡器实现连续调谐输出的条件进行了理论模拟和分析， 并且针对基于多周期的掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器进行了实验研究， 在掺镁铌酸锂晶体内制作了6个等间隔的晶畴区， 其间距为0.5 μm， 极化周期范围为29.0～31.5 μm。 在室温下采用LD端面抽运的声光调Q Nd∶YVO4激光器作泵浦源， 实现了PPMgLN光参量振荡器的信号光在1 449.7～1 665.0 nm、 闲频光在3 989.2～2 946.0 nm范围内的调谐输出， 其最低激射阈值为108.0 mW、 最高激射阈值为149.2 mW。 当泵浦功率为649 mW时， 获得了信号光最高为118.5 mW的输出， 其光-光转换效率为18.26%； 闲频光最高输出为46.6 mW， 其光-光转换效率为7.18%。 以上参数均接近实用化水平。 而且， 这两个波段的光源分别在整个光纤通信的S+C+L波段和大气层透射窗口范围， 具有十分重要的应用前景。
周期极化掺镁铌酸锂 光参量振荡器 光谱特性 光纤通信 红外窗口 PPMgLN OPO Spectral characteristics Fiber communications IR-window 光谱学与光谱分析
2009, 29(8): 2096
1 南开大学 物理科学学院，天津 300071
2 南开大学 物理科学学院，天津 300071
研究了飞秒激光加工参量对刻写质量的影响，分析了激光能量吸收的多光子效应，测试了刻写通道的传输特性.实验结果表明，激光刻写的通道具有良好的波导特性：当激光脉冲能量在20 μJ左右，扫描速度在300 μm/s～400 μm/s之间时，刻写通道的传输损耗小于1 dB/cm，低于晶体的传输损耗，其原因是激光诱导锂离子的扩散引起了晶体内部局部折射率的增加.
飞秒激光 光波导 铌酸锂 传输损耗 Femtosecond laser Optical waveguide LiNbO3 Propagation loss
采用色散长度、非线性长度和增益系数作为自相似抛物脉冲光纤放大器的特征参量,用分步傅里叶方法数值模拟了输入超短脉冲在光纤放大器中的演化规律.研究了色散长度和非线性长度对脉冲自相似演化的影响,获得了放大器中脉冲实现自相似演化的条件.研究了增益系数对脉冲自相似演化的形成和放大传输的影响,发现增益系数可以影响脉冲的演化进程和结果.
自相似 超短脉冲 演化 光纤放大器 数值模拟
随着新型高质量的非线性晶体的出现,准相位匹配技术成为非线性频率变换的最有效的方法.从周期极化晶体准相位匹配二次谐波发生器(QPM-SHG)的基本原理出发,简要介绍了实现周期极化晶体的方法和技术,总结了准相位匹配技术在光子学微结构晶体材料和波导材料中的最新研究进展和发展趋势,展望了用微结构波导QPM-SHG实现飞秒光纤光源的发展应用前景.
准相位匹配 周期极化 光纤光源
1 南开大学物理科学学院光电信息科学系, 天津 300071
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
报道了基于OptoCeramic电光陶瓷材料的新型调Q光纤激光器。采用976 nm半导体激光器作为抽运源,电光陶瓷调制器作为Q开关,峰值吸收系数1200 dB/m的高掺杂镱纤作为增益介质构成环形腔激光器。增益光纤的高掺杂浓度使得激光器的腔长得到缩短,输出光脉冲的宽度得到压缩。通过调节电光元件的电压,控制材料的折射率,调节谐振腔的损耗,实现Q开关作用。实验中通过改变腔长、抽运功率和重复频率,研究了脉冲的输出特性。获得最窄脉宽104 ns,重复频率3～40 kHz连续可调的调Q脉冲输出。
激光器 光纤激光器 Q开关 电光陶瓷
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100083
2 北京理工大学光电工程系431教研室, 北京 100081
3 南开大学物理科学学院, 天津 300071
高功率光纤激光器大多选用掺镱双包层光纤作为增益介质, 由于光纤尺寸较小, 极易在光纤谐振腔中产生受激布里渊散射、受激拉曼散射效应。包层掺镱双包层光纤激光器中一旦发生受激拉曼散射和受激布里渊散射效应, 其产生高强度信号成为高功率光纤激光器的主要噪声来源, 影响激光输出的特性和稳定性。对包层抽运掺镱光纤激光器中的受激布里渊散射和受激拉曼散射进行了实验研究, 在单模双包层光纤中观察到受激布里渊散射和受激拉曼散射。实验结果表明, 在光纤谐振腔中, 抽运方式、谐振腔输出镜损耗、受激瑞利散射对受激布里渊散射的影响较大, 尤其是受激瑞利散射为谐振腔提供了附加反馈, 不仅压窄激光信号的线宽, 而且使得受激布里渊散射的阈值迅速降低。
激光器 光纤激光器 受激拉曼散射 受激布里渊散射 受激瑞利散射
南开大学物理科学学院,光电信息科学系,天津,300071
报道了一种基于掺铒光纤激光器时域特性的新型液体浓度传感系统.用光纤环反射镜和光纤Bragg光栅(FBG)构成F-P线形腔.谐振腔内插入长周期光纤光栅(LPG),FBG的反射波长落在LPG的透射峰左侧.把LPG浸泡在待测液体中,利用LPG对环境折射率的敏感特性,即环境液体浓度的改变引起折射率改变,这将引起LPG透射谱平移,从而使腔内损耗发生变化,影响了激光器的瞬态时域特性.通过测量激光激射的延迟时间可以获得被测液体的浓度.在最佳工作条件下,系统的浓度分辨率为0.015%.
光纤传感 时域测量 激射延迟时间 光纤光栅
南开大学物理科学学院光电信息科学系,天津,300071
基于自调Q光纤激光器的基本理论,结合速率方程理论与自调Q特点,借助简化的环形腔掺Er3+光纤激光器模型,分析了泵浦功率与自调Q脉冲周期、峰值功率的关系.随着泵浦功率的增加,光纤激光器自调Q脉冲的周期减小,峰值功率变大;当信号光强足够大时,激光器的自调Q现象消失,变为准连续激光输出.通过MATLAB编程对光纤激光器输出特性进行了数值模拟,模拟结果与实验结果基本相符.
光纤激光器 自调Q 数值模拟
