Aoran Feng 1Bowen Liu 1,2,*Dongyu Yan 3,**Genyu Bi 1,2[ ... ]Minglie Hu 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 Ultrafast Laser Laboratory, Key Laboratory of Opto-electronic Information Technology (Ministry of Education), School of Precision Instruments and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Georgia Tech Shenzhen Institute, Tianjin University, Shenzhen 518055, China
3 Optoelectronic Detection and Processing Laboratory, School of Electronic Engineering, Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China
High-order dispersion introduced by Gires–Tournois interferometer mirrors usually causes spectral sidebands in the near-zero dispersion region of mode-locked fiber lasers. Here, we demonstrate a sideband-free Yb-doped mode-locked fiber laser with dispersion-compensating Gires–Tournois interferometer mirrors. Both the simulation and the experiment demonstrate that the wavelength and energy of the sidebands can be tuned by changing the transmission coefficient of the output mirror, the pump power, and the ratio of the net cavity dispersion to the net third-order dispersion in the cavity. By optimizing these three parameters, the laser can generate a sideband-free, Gaussian-shaped spectrum with a 13.56-nm bandwidth at -0.0232 ps2 net cavity dispersion, which corresponds to a 153-fs pulse duration.
fiber laser dispersion compensation sideband suppression 
Chinese Optics Letters
2023, 21(6): 061401
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
基于电控光学采样原理开展了飞秒激光飞行时间绝对距离测量的实验研究。电控光学采样技术使用两台重复频率锁相的飞秒激光器,分别作为信号激光器和本地振荡器。在本地振荡器的谐振腔内插入电光调制器并施加方波调制,实现了可控、高效的等效时间采样,采样速度由电光调制器的调制频率决定。基于这一采样原理开展脉冲飞行时间绝对距离测量实验。选用一对重复频率约为158 MHz的被动锁模光纤激光器作为光源,对固定目标进行单次测量的最大更新速率可达到200 kHz,经过4100次单次测量平均后,测距精度可达到16.7 nm。在此基础上,测量了硅基微机械器件中深度约为67.6 μm的微槽。
测量 飞秒脉冲 电控光学采样 飞行时间 绝对距离测量 
光学学报
2023, 43(3): 0312002
作者单位
摘要
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 超快激光实验室,天津 300072
2 天津职业技术师范大学 电子工程学院,天津 300222
目前,飞秒激光脉冲因脉冲宽度窄和峰值功率高的特点被广泛运用在多种领域中。其中,色散管理光纤锁模激光器因其特有的腔内呼吸机制使输出的激光脉冲能量更高,光谱更宽、脉宽更窄。使用啁啾布拉格光纤光栅进行色散管理的光纤锁模激光器能够实现真正的全光纤结构,提升激光器的紧凑性和稳定性,因此基于啁啾布拉格光纤光栅进行色散管理的光纤锁模激光器具有更加实际的应用意义。采用数值模拟的方法,研究了基于啁啾布拉格光纤光栅进行色散管理的掺镱光纤锁模激光器中单模光纤在腔内的不同分布对脉冲动力学过程和输出脉冲参数的影响。系统分析了谐振腔内净色散值不同时,腔内单模光纤的分布对脉冲在腔内的动力学过程的影响。模拟结果表明,在腔内净色散值为负时,啁啾布拉格光纤光栅与增益光纤间的单模光纤越短,光纤激光器维持稳定单脉冲运行的最大泵浦强度更高且输出光谱更宽,从而能够获得脉宽更窄的去啁啾脉冲;腔内净色散值越接近零时,啁啾布拉格光纤光栅与增益光纤间的单模光纤长度对输出脉冲参数作用的影响越显著;腔内净色散值为正时,单模光纤在腔内的分布对输出脉冲影响逐渐减弱,优化单模光纤分布提升锁模激光器性能并不明显。最后,提出了一种通过改变单模光纤在腔内的分布来提高激光器输出性能的优化方法。
光纤激光器 锁模激光器 超快激光 啁啾布拉格光栅 fiber laser mode-locked laser ultrafast laser chirped fiber Bragg gratings 
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220226
Author Affiliations
Abstract
Ultrafast Laser Laboratory, Key Laboratory of Opto-electronic Information Science and Technology of Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-electronics Engineering, , Tianjin 300072, China
Ultrafast lasers with high repetition rate, high energy, and ultrashort pulse duration have enabled numerous applications in science and technology. One efficient route to generate such pulses is postcompression of high-power Yb-doped lasers. Here, we report on the generation of 24.5 fs pulses with an output energy of 1.6 µJ and a repetition rate of 500 kHz. The pulses are obtained by using a hybrid cascaded nonlinear compression of the pulses delivered by a Yb-based fiber chirped pulse amplification (CPA) system. In the first stage, the initial 390 fs laser pulses are compressed to 100.7 fs based on spectral broadening in three fused silica plates. In the second stage, the pulses have been shortened to sub-30 fs by means of nonlinear compression in a hollow-core fiber. Overall, we could achieve 16 times temporal shortening with the proposed approach. The results show that our system can effectively generate few-cycle pulses at a relatively high repetition rate and high energy, which can benefit future possible applications.
multiple-plate medium hollow-core photonic crystal fiber pulse compression 
Chinese Optics Letters
2022, 20(10): 100006
作者单位
摘要
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
随着激光雷达技术的发展和测距精度需求的提高,对发射和接收光学系统提出了新的要求,需具有光束可调节、测量光斑小、回波效率高等特性。设计一种工作于1 550 nm光通信波段的收发一体光学系统,发射与接收模块共用部分光路,以减小接收视野盲区,同时有利于结构小型化。为解决不同测量距离、不同表面倾角造成的回波能量差异问题,将光学系统的扩束组件设计成放大倍率为2×~3.5×的连续可调结构;使用两组双胶合透镜进行色差校正,以降低光谱宽度对系统传播距离的影响。经设计优化,系统准直后的激光发散角小于0.3 mrad,出射光斑直径在6.26 mm~10.20 mm连续可调,对于50 m内的测量目标,照射光斑直径均小于20 mm,且在不同变焦位置发散角和光斑直径均满足设计要求。
光学设计 激光测距 收发一体系统 变焦系统 optical design laser ranging transceiver integrated system zoom system 
应用光学
2022, 43(2): 191
Author Affiliations
Abstract
1 Ultrafast Laser Laboratory, Key Laboratory of Opto-Electronic Information Technical Science of Ministry of Education, School of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Division of Time and Frequency Metrology, National Institute of Metrology, Beijing 100029, China
3 Key Laboratory of Advanced Optical Communication System and Networks, School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing 100871, China
4 College of Physics and Optoelectronics, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
We demonstrate the stabilization of an optical frequency comb (OFC) using a segment of fiber delay line as a reference. A mode-locked Er-doped fiber laser is phase locked to a kilometer-long fiber delay line using three different schemes. The short-term stability of the comb modes in the OFC stabilized by these schemes is obviously enhanced, down to the 10-12 level at millisecond average time. Among these three schemes, phase locking two bunches of comb modes in the OFC to the same fiber delay line exhibits the lowest residual phase noise. Fiber-delay-line-referenced OFCs can provide reliable laser sources in precise metrology owing to the advances of low cost, compactness, and high integration.
optical frequency comb delay line frequency noise 
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021204
作者单位
摘要
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 超快激光研究室 光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
2 中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室,北京 100094
针对精密测量的实际应用需求,开发了具有6 MHz重复频率调谐范围的掺镱锁模光纤激光器。该光纤激光器利用啁啾光纤光栅实现色散补偿,可以实现不同色散域的锁模。实验中,系统研究了不同腔内净色散对锁模激光器输出特性和稳定性的影响,发现当具有一定负腔内净色散时,在不同的重复频率下都可以输出相同的光谱,同时输出光谱具有较好的高斯型。根据以上研究,特殊设计了稳定的简化腔结构和空间延迟线,同时优化了腔参数,保证了大范围的重复频率调谐和稳定的锁模运转。当中心重复频率为26 MHz 时,调谐比率达到23%。激光器稳定输出平均功率为3.23 mW的飞秒激光脉冲,去啁啾后脉冲宽度为347 fs。基于此,将光纤锁模激光器重复频率锁定于铷原子钟,在1 s的平均时间内获得了2×10−10的艾伦方差。
飞秒激光 重复频率调谐 色散域 重复频率锁定 femtosecond laser repetition rate tuning dispersion regime locking system 
红外与激光工程
2021, 50(3): 20200205
作者单位
摘要
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
飞秒激光器的时间抖动(或定时抖动)是指其输出脉冲的时域位置相对于理想周期信号的短期随机偏差。在毫秒量级的时间尺度上,飞秒激光器的脉冲序列具有严格的一致性,其定时抖动甚至低至阿秒量级。飞秒激光器的这种独特性质及其支持的前沿应用构成了“阿秒时间精度的超快光子学”这一全新的超快研究分支。文中回顾了近年来飞秒激光器定时抖动研究进展、高时间分辨率的定时抖动测量技术、以及不同类型的飞秒激光源能够达到的最低抖动水平。最后介绍了低抖动飞秒激光器在大科学装置同步、高速模数转换、绝对测距、相干脉冲合成等领域的应用。
激光光学 飞秒激光 定时抖动 锁模激光器 laser optics femtosecond laser timing jitter mode-locked laser 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201058
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094
设计并搭建了一台基于碳纳米管锁模的全保偏掺铒光纤激光器,输出功率为2.141 mW,重复频率为61.6924 MHz,光谱中心波长位于1563.94 nm处,半峰全宽为7.031 nm,研究了该激光器在振动方面的环境稳定性。将激光器置于振动台上,分别进行X、Y和Z方向符合卫星发射标准的加速度达到12g的鉴定级正弦振动实验和均方根加速度达到12.81grms的鉴定级随机振动实验。每次实验后测量激光器的锁模阈值、输出功率、锁模信号的信噪比、重复频率、中心波长以及谱宽。实验中发现振动后激光器仍然可以稳定锁模,光学性能也几乎没有发生变化。该研究为锁模光纤激光器的航天工程化提供了重要依据。
激光器 锁模激光器 保偏光纤 正弦振动 随机振动 
中国激光
2020, 47(9): 0901003
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 中国计量科学研究院时间频率计量研究所光学频率标准实验室, 北京 100029
研究了基于光纤飞秒光学频率梳的传递振荡器技术,介绍了其基本原理,设计并搭建传递振荡器系统,实现了主激光器与从激光器光学频率的相干传递,锁定后系统环内拍频信号的s级频率稳定度达5×10 -19量级。搭建了两套传递振荡器系统,将主激光器的光学频率同时传递至两个独立的从激光器,分析了锁定后两个从激光器拍频信号引入系统中的相位噪声。通过提高拍频信号信噪比、优化信号处理过程、减小外部环境干扰等方法,最终两个从激光器得到的环外拍频信号线宽小于30 mHz,光学频率传递的s级频率稳定度达1.4×10 -17量级。
传递振荡器 光学频率 飞秒光学频率梳 锁相环 直接数字频率合成技术 
激光与光电子学进展
2020, 57(7): 070602

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!