研制了激光清洗用高能量纳秒脉冲掺镱光纤激光器,该激光器采用主动调Q技术产生纳秒脉冲,脉冲经两级主振荡功率放大器(MOPA)后可以获得高的能量和平均功率。在重复频率为100 kHz时,激光器输出的平均功率最高可达302 W,脉冲宽度为203 ns,单脉冲能量为3 mJ,光光转换效率为84%。利用该激光器进行了激光除锈实验,实验结果证明该激光器稳定可靠,可满足激光除锈、激光除漆等多种应用的需求。
激光器 掺镱光纤激光器 纳秒脉冲 激光清洗 激光与光电子学进展
2018, 55(12): 121406
搭建了一种集成结构的液芯光纤中红外拉曼激光光源, 利用全光纤结构液芯耦合装置进行抽运注入。将中心波长为1064 nm、重复频率为5 kHz、最大输出功率为55 mW的亚纳秒激光器作为抽运源, 将不同比例的四氯化碳和二硫化碳混合溶液充入中空光纤中, 获得了至少7阶的拉曼信号输出。目前可测得的最长波长为2.08 μm, 拉曼阈值最低为0.3 mW。通过搭建全光纤结构的液芯光纤耦合装置, 获得了90%以上的光纤耦合效率。实验发现利用石英光纤产生的拉曼信号可以对液芯受激拉曼散射的产生起到促进作用。
激光光学 受激拉曼散射 中红外激光 非线性光学 液芯光纤 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 051405
北京工业大学激光工程研究院, 北京市激光应用技术工程技术研究中心, 北京 100124
搭建了由国产1908 nm掺铥光纤激光器抽运的中红外可调谐窄线宽Cr∶ZnSe激光器。该激光器为X型腔结构，在抽运功率6.8 W时连续光最大输出功率为1.6 W，对应的斜效率为26.7%，中心波长为2420 nm。采用Littrow结构实现了2284~2716 nm的连续可调谐，调谐范围为432 nm，半峰全宽(FWHM)为0.13 nm；抽运功率5 W时采用输出比22%的耦合输出镜在2350~2510 nm范围内获得了大于500 mW的输出。采用Littman结构实现了2305~2658 nm的连续可调谐，调谐范围为353 nm，FWHM小于0.05 nm；抽运功率5 W时可在2350~2520 nm范围内实现300 mW以上激光功率输出。
激光器 可调谐激光器 光纤激光器 中红外波段
Author Affiliations
Abstract
National Center of Laser Technology, Institute of Laser Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
We report a simple and compact all-fiber laser system that is capable of generating widely tunable femtosecond pulses from 1.6 to 2.32 μm. The pulses are produced by utilizing the soliton self-frequency shift in a highly nonlinear fiber pumped by an Er-doped mode-locked fiber laser. Two stages of single-clad Tm:fiber amplifiers are used to amplify the pulses to a higher pulse energy of 10.9 nJ with pulse width of 94 fs, and corresponding to peak power of 105 kW at around 1.93 μm. Running a few hours, the all-fiber laser system exhibits exceptional stability with a signal-to-noise ratio as high as 70 dB.
140.3280 Laser amplifiers 140.3510 Lasers, fiber 140.3600 Lasers, tunable 140.7090 Ultrafast lasers Chinese Optics Letters
2016, 14(9): 091405
北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心, 北京 100124
设计了一种基于半导体激光器调制技术的978 nm纳秒脉冲掺镱全光纤激光器。该激光器采用主振荡功率放大结构，由调制半导体激光种子源和一级单模单包层掺镱光纤放大器组成。半导体激光种子源的光谱中心波长通过种子光自注入方式被定义为978.3 nm，调制之后的激光脉冲宽度为4.5 ns，重复频率在10~50 MHz范围内可调。当半导体激光种子源调制重复频率为50 MHz时，种子光被一级单包层掺镱光纤放大器放大至115 mW，相应的激光中心波长为978.3 nm，3 dB光谱带宽为0.11 nm，放大之后光谱中没有出现明显的放大自发辐射现象。
激光器 光纤放大器 半导体激光器调制 掺镱光纤
北京工业大学激光工程研究院, 国家产学研激光技术中心, 北京 100124
报道了基于半导体纳秒调制技术的百瓦级、线性偏振掺铥光纤激光器。该激光器采用调制半导体激光器作为种子源，脉冲宽度为20 ns，重复频率在200 kHz~1 MHz范围内连续可调。当重复频率为200 kHz时，经主功率振荡放大器(MOPA)得到100 W 平均功率输出。最高输出功率时，由于存在增益整形机制，脉冲宽度由20 ns 降低为6 ns。相应的峰值功率达到83 kW，单脉冲能量为0.5 mJ，最高输出功率下系统输出偏振消光比达到17 dB。据本文所知，这是首次报道基于半导体调制技术的百瓦级、纳秒脉宽、线偏振的掺铥光纤激光器。
激光器 光纤激光器 半导体激光器调制 纳秒脉冲 线偏振
报道了基于半导体增益开关技术的皮秒脉冲掺铒激光器，该激光器可输出脉冲宽度为80 ps的光脉冲，具有重复频率可调的特点（100 kHz~20 MHz）。在重复频率为20 MHz时，经过主功率振荡放大器（MOPA）后，激光器输出的平均功率为9.3 W，相应的脉冲峰值功率为5.8 kW；最高功率输出时，脉冲信噪比达40 dB。
激光器 增益开关 主振荡功率放大器 皮秒脉冲 光学学报
2015, 35(s2): s214002
报道了一个基于类噪声脉冲抽运的高功率全光纤结构的中红外超连续谱光源。利用非线性环镜锁模技术，在1966 nm 处实现类噪声脉冲激光输出，3 dB 光谱宽度为11 nm，脉冲包络宽度为1.4 ns，重复频率为3.36 MHz。将该纳秒类噪声脉冲作为两级单模掺铥光纤放大器的种子源进行功率放大。在此过程中，类噪声脉冲的最大输出功率可达28.5 W，相应的光谱范围为1.9~2.4 μm。最后将放大的类噪声脉冲耦合到一段10 m 长的氟锆酸盐ZBLAN 光纤中，实现光谱的进一步展宽。此时，ZBLAN 光纤的最大输出功率为14.3 W, 相应的光谱范围为1.9~3.62 μm。
激光器 光纤激光器 光纤放大器 中红外激光 超连续谱光源
北京工业大学激光工程研究院, 国家产学研激光技术中心, 北京 100124
报道了一种新型纳秒脉冲532 nm 绿光激光器，其基频光为耗散孤子共振(DSR)方波纳秒脉冲、由掺镱光纤激光器得到，该激光器采用了全光纤主振荡功率放大(MOPA)结构设计。利用非线性偏振旋转(NPR)锁模技术，掺镱光纤激光种子源产生了稳定的DSR 方波纳秒脉冲激光输出，输出激光的脉冲宽度随抽运功率的改变在3~40 ns 之间可调。利用该DSR 方波纳秒脉冲激光作为种子源，经过一级非保偏结构掺镱光纤纤芯放大和两级全保偏结构掺镱光纤包层放大之后，得到了平均功率为6.95 W，峰值功率为4.4 kW 的脉冲激光输出。利用长度为20 mm 的非线性晶体LBO 作为频率转换器，得到了平均功率为2.1 W 的绿光激光输出，相应的光光转换效率为30.2%。
激光器 光纤激光器 光纤放大器 线偏振 倍频 耗散孤子共振
北京工业大学激光工程研究院 国家产学研激光技术中心, 北京 100124
报道了一个高功率全光纤结构的中红外超连续谱激光源，该光源由1.55 μm纳秒脉冲掺铒光纤激光器、包层抽运掺铥光纤放大器以及单模ZBLAN光纤组成。首先利用单模光纤将1.55 μm纳秒脉冲激光频移至2.0 μm波段，然后利用掺铥光纤放大器对其进行功率放大，最后利用ZBLAN光纤使掺铥光纤放大器输出的光谱进一步向中红外长波长方向扩展。当掺铥光纤放大器输出功率为3.95 W时，ZBLAN光纤产生了2.2 W的中红外超连续谱激光输出，相应的光谱范围为1.9~3.75 μm，10 dB光谱带宽大于1600 nm。此外，通过增加掺铥光纤放大器的平均输出功率，中红外超连续谱的输出功率得到了进一步提高，当耦合进单模ZBLAN光纤的平均功率为21 W时，中红外超连续谱的平均输出功率达到了16.2 W，相应的光谱范围为1.9~3.5 μm。
光纤激光器 光纤放大器 中红外激光 超连续谱激光源
