1 温州大学 电气与电子工程学院 温州市微纳光电器件重点实验室，浙江 温州 325035
2 江苏师范大学 江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
报道了采用真空烧结法结合热等静压技术制备的Nd:Y2O3透明陶瓷的荧光光谱特性及相关激光输出。通过与Nd:YAG透明陶瓷的荧光光谱对比，表明Nd:Y2O3透明陶瓷的4F3/2-4I11/2跃迁光谱存在着多个增益相当的谱线，这更有利于实现同时双波长段激光振荡；不同斯塔克子跃迁光谱的离散特性有利于通过腔镜镀膜控制不同波长损耗，获得丰富的1.0~1.1 μm波段激光。利用简单的平平两镜腔结构完成进一步的实验，通过选择的输出镜片镀膜获得了输出功率3.62 W、转换效率40.4%的1074.6 nm和1078.8 nm的双波长输出和输出功率1.7 W、转换效率19.4%的1130.3 nm波长输出。
Nd:Y2O3 激光透明陶瓷 双波长 1 130 nm激光 Nd:Y2O3 laser transparent ceramics dual-wavelength 1 130 nm laser 红外与激光工程
2022, 51(6): 20210601
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 江苏师范大学江苏省先进激光技术与新兴产业协同创新中心，江苏 徐州 221116
2 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
3 江苏中红外激光应用技术产业研究院，江苏 徐州 221000
3 μm激光在**安全、生物医疗、光谱分析等领域具有广阔的应用前景。与非线性频率变换、半导体激光技术相比，利用掺Er的激光增益介质产生3 μm激光是一种比较直接、高效的方法。随着3 μm掺Er激光器在输出功率和效率方面的突破，半导体激光泵浦的3 μm掺铒固体激光已成为热点研究方向。回顾了不同基质材料掺杂Er离子产生3 μm激光的输出特性和研究进展；从铒离子能级结构出发，分析了铒离子间的能量传递上转换、激发态吸收等跃迁过程对3 μm激光输出性能的影响，并对3 μm稀土离子掺杂固体激光器的功率提升潜力和发展前景进行了展望。
1 江苏师范大学江苏省先进激光技术与新兴产业协同创新中心, 江苏 徐州 221116
2 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
3 江苏中红外激光应用技术产业研究院, 江苏 徐州 221000
陶瓷激光器是一种以透明陶瓷材料作为增益介质的激光器。与单晶相比,透明陶瓷具有制备周期短和烧结温度低等优势,在激活离子高掺杂浓度下能保证良好的光学均匀性,且容易制备成各种大尺寸复合结构。近年在高功率和超短超强激光输出方面得到广泛应用,产生了一系列研究成果。回顾了陶瓷激光器的发展历程,总结了透明陶瓷在高功率、超短超强脉冲激光输出和特殊波长激光输出等方面的最新进展,并阐述了基于陶瓷制备优势的新型激光材料的发展趋势。
材料 陶瓷激光 倍半氧化物 复合结构 中红外激光 高功率
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physic and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
2 School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798, Singapore
3 World Lab Co. Ltd, Nagoya 4560023, Japan
We experimentally demonstrate the generation of sub-100-fs pulses from a diode-pumped passively mode-locked Yb:Y3ScAl4O12 (Yb:YSAG) ceramic laser. Stable mode-locked pulses as short as 96 fs at the central wavelength of 1052 nm with a repetition rate of ～102 MHz are obtained. The laser has a maximum average output power of 51 mW. To the best of our knowledge, these are so far the shortest pulses and the first demonstration of sub-100-fs pulses obtained from the mode-locked Yb:YSAG ceramic lasers.
140.4050 Mode-locked lasers 140.7090 Ultrafast lasers 140.3380 Laser materials Chinese Optics Letters
2017, 15(12): 121403
江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
制备了一系列Dy3+掺杂新型Ga-Sb-S 硫系玻璃，研究了玻璃的热稳定性(玻璃态稳定性)、光学性能、结构和中红外发光性能，通过组分微调改善了玻璃的抗析晶性能，拉制了高光学质量的光纤。结果表明，Dy3+掺杂Ga-Sb-S玻璃具有良好的热稳定性、优异的红外透光性和较低的声子能量，在2.95、3.59、4.17、4.40 μm 附近表现出较强的发光；少量As替代Sb可显著减弱光纤拉制过程中玻璃的析晶倾向，同时未对玻璃的发光产生显著影响。光谱分析结果显示，Dy3+在Ga-Sb-S 玻璃中的2.95 μm 和4.17 μm 荧光量子效率分别为88.1% 和75.9%，对应的受激发射截面分别为1.1×10-20 cm2和0.38×10-20 cm2。较高的量子效率和较大的受激发射截面使得Dy3+掺杂Ga-Sb-S玻璃成为极具潜力的中红外激光增益材料。
材料 中红外发光 硫系玻璃 稀土离子
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optical Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China
2 School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
3 Jiangsu Collaborative Innovation Center of Advanced Laser Technology and Emerging Industry, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
We report on a widely tunable, narrow linewidth operation of a Tm:YAG ceramic laser. A volume Bragg grating is used in the cavity as a folding mirror for wavelength selection. The wavelength is tuned from 1956.2 to 1995 nm, leading to a total tuning range of 38.7 nm. The linewidth is around 0.1 nm over the whole tuning range. A maximum output power of 1.51 W at 1990.5 nm is achieved at 37.8 W absorbed pump power. Different saturation behaviors are observed in the laser performances at different wavelengths.
140.3600 Lasers, tunable 140.3580 Lasers, solid-state 050.7330 Volume gratings Chinese Optics Letters
2015, 13(6): 061404
1 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
2 Centre for Ultrahigh-Bandwidth Devices for Optical Systems (CUDOS), Laser Physics Centre, Research School of Physics and Engineering, Australian National University, Canberra, ACT 2600, Australia
3 CREOL, The College of Optics & Photonics, University of Central Florida, Orlando, Florida 32816, USA
通过引入特征温度与硫系玻璃相匹配的高性能热塑性聚合物聚酰亚胺(PEI)作为光纤包层，结合复丝工艺制备了像素数为900的As2S3/PEI光纤传像束，表征了光纤的损耗、光纤束的断丝率、分辨率和串扰率。As2S3/PEI光纤在2~6 μm 波段传输性能优异，背景损耗约为0.5 dB/m，在S-H 杂质对应的4.0 μm 波长的峰值损耗为3.5 dB/m。单丝直径为80 μm、像素数为900的光纤束的断丝率为1%，分辨率为7 line/mm，串扰率为1%，通过此传像束得到了清晰的电烙铁红外图像。而且，将PEI溶于二甲基乙酰胺(DMAC) 后使光纤束表现出很好的柔性。采用这种类似“酸溶玻璃”的可溶于特定溶剂的热塑性聚合物，作为过渡介质，结合复丝工艺有望制备出柔性高分辨率硫系玻璃光纤传像束。
光纤光学 光纤传像束 硫系玻璃 分辨率 红外成像
1 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
2 江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
3 河北师范大学物理科学与信息工程学院，河北省新型薄膜材料实验室, 河北 石家庄 050024
4 复旦大学光科学与工程系, 上海 200433
对正色散光纤激光器中耗散孤子的形成过程进行了数值模拟。数值模拟结果表明增益色散对耗散孤子的形成起决定性作用。耗散孤子的陡峭光谱边缘是正色散效应、光纤非线性效应、增益和损耗以及增益色散效应之间共同作用的结果。窄增益带宽可以导致多个耗散孤子的形成，与此同时，宽的增益带宽(以100 nm为例)在抽运强度足够的条件下可以支持耗散孤子的形成。即使激光腔内不存在其他光谱限制效应，耗散孤子仍可以在具有宽增益带宽的光纤激光器中形成。
非线性光学 瞬态过程 耗散孤子 光纤激光器 正色散 增益色散 中国激光
2013, 40(10): 1005006
1 温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州 325035
2 江苏师范大学 物电与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
3 青岛海泰光电技术有限公司, 山东 青岛 266100
首次提出了一种基于非临界相位匹配KTA光参量振荡的新型2 μm脉冲激光技术。采用激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YVO4晶体实现1.3 μm振荡, 腔内泵浦非临界相位匹配切割的KTA晶体, 初步实现了超过1 W的2.1 μm波段激光输出, 光光转化效率10%, 脉宽3.4 ns (30 kHz)。相对于其他方式获得的2 μm波段激光, 具有脉宽窄、峰值高、谱线纯等优点, 是一种获得2 μm波段激光的有效新途径。
2 μm波段 光参量振荡器 KTA晶体 非临界相位匹配 2 μm waveband optical parametric oscillator KTA crystal non-critical phase match
