1 中国计量大学光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
2 肯特大学工程学院，英国 肯特郡 CT2 7NZ
表面等离子共振（SPR）现象因其对表面折射率变化的敏感而受到广泛关注，相应的SPR传感器以其独特的无标记、高灵敏度和快速检测的优势，在生物标志物检测、食品过敏原筛查和环境监测等领域具有广阔的应用潜力。本文介绍了SPR生物传感器的3种主要结构类型：棱镜耦合结构、光栅耦合结构、光纤耦合结构；着重研究了3种结构的检测原理、典型结构等传感特性及其进展；重点论述了SPR生物传感技术中生物功能化的研究现状和技术难题以及不同材料表面特性的SPR传感器；分析了目前SPR生物传感实际应用遇到的问题以及探讨了未来的研究方向；最后，结合实际情况，从结构和材料等方面展望了新型生物传感器的发展趋势。
生物传感 表面等离子共振 生物敏感材料 生物功能化 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106004
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学， 北京 100049
3 南京先进激光技术研究院， 江苏 南京 210038
4 南京中科神光科技有限公司， 江苏 南京 210038
提出了基于主振荡功率放大(MOPA)结构的皮秒光纤激光系统。该系统将重复频率为29.87 MHz的半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器作为种子源。采用预放系统并结合声光调制器将种子源的重复频率降至574 kHz。MOPA结构基于棒状光子晶体光纤(PCF)，利用PCF大模场、高增益的特点直接对脉冲宽度为30 ps的脉冲进行放大，有效抑制了自相位调制效应引起的光谱展宽。研究结果表明，所提系统的5 dB光谱线宽与光脉冲峰值功率成比例，该系统最终输出了近衍射极限、峰值功率为3.4 MW的皮秒脉冲(输出功率为20 W时，光束质量因子M2=1.01)，最高平均输出功率为21.86 W，脉冲宽度为11.1 ps，中心波长为1030.74 nm，5 dB光谱线宽为1.75 nm。
激光光学 光纤激光器 高峰值功率 光子晶体光纤 自相位调制
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of Solid State Laser and Application, and Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Department of Space and Command, Academy of Equipment, Beijing 101416, China
In this Letter, a simple and passively mode-locking Yb-doped all fiber laser using a nonlinear polarization rotation technique operating under dissipative soliton (DS) or dissipative soliton resonance (DSR) conditions is proposed. Furthermore, using a combination of a bandpass filter and a Loyt filter, tunable single-wavelength or dual-wavelength operation under two different conditions is realized, respectively. The tunable single-wavelength DS laser has a 5 nm tuning range from 1029 to 1034 nm with a pulse width of 110 ps. The tunable single-wavelength DSR operation laser has a range of 4 nm. In-depth research on the mechanism of the conversion between DS and DSR is carried out. Particularly, under dual-wavelength DSR operation, the obtained step-like pulses consist of two rectangular pulses with different energies. This work could help give a deeper insight into normal dispersion pulses.
320.7090 Ultrafast lasers 140.3615 Lasers, ytterbium 140.3600 Lasers, tunable 140.4050 Mode-locked lasers Chinese Optics Letters
2016, 14(4): 041401
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China
3 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
We report on the amplification of high-average-power and high-efficiency picosecond pulses in a self-made very-large-mode-area Yb-doped photonic crystal fiber (PCF). The PCF with a core diameter of 105 μm and a core numerical aperture of 0.05 is prepared by the sol-gel method combined with the powder sintering technique. The fiber amplification system produces the highest average power of 255 W at a 10 MHz repetition rate with a 21 ps pulse duration corresponding to a peak power of 1.2 MW. This result exemplifies the high-average-power and high-peak-power potential of this specifically designed fiber.
140.3538 Lasers, pulsed 140.3615 Lasers, ytterbium 140.3280 Laser amplifiers 140.3510 Lasers, fiber Chinese Optics Letters
2016, 14(8): 081401
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
高峰值功率的超短脉冲激光器在激光精细微加工等领域具有重要应用价值。以超大模场光纤为增益介质对超短脉冲激光进行功率放大，是实现高光束质量、高峰值功率超短脉冲激光输出的有效技术手段。以脉冲宽度、重复频率可调的1030 nm锁模光纤激光器为种子光源，通过多级全光纤功率预放大和以超大模场棒状光子晶体光纤(PCF)为增益介质的功率放大器，搭建了高峰值功率皮秒脉冲光子晶体光纤放大器系统。实验研究了棒状PCF放大器的输出特性，在脉冲宽度为30 ps时实现了峰值功率为2.94 MW的近衍射极限激光放大输出。
激光光学 光纤放大器 超短脉冲激光器 棒状光子晶体光纤 高峰值功率 中国激光
2016, 43(10): 1001001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
报道了基于主振荡功率放大(MOPA) 工作方式的吉赫兹级窄线宽、高峰值功率光纤激光器。该激光器以脉冲调制的分布反馈式单频半导体激光器为种子源，波长为1064.12 nm，脉冲宽度为3.92 ns，重复频率在10~50 kHz内连续可调。采用光纤双程放大结构的预放大级以增加小信号放大能力并抑制强抽运下的自发放大辐射，优化功率放大级光纤长度以抑制窄线宽激光放大过程中的受激布里渊散射，在重复频率为10 kHz时，获得光谱线宽为1.5 GHz、峰值功率达15 kW的脉冲激光输出。实验研究了不同重复频率时的输出激光脉冲特性。
激光器 光纤激光器 窄线宽纳秒脉冲 半导体激光器调制
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于啁啾光纤布拉格光栅（C-FBG）与半导体可饱和吸收镜(SESAM)相结合实现了光纤掺Yb3+线型锁模激光器。采用976 nm半导体激光器，以高掺杂浓度的掺Yb3+光纤作为增益介质，以SESAM作一端的反射镜，以C-FBG引入大的负色散，并作为另一端反射镜，最终获得了稳定皮秒脉冲序列的输出。其中心波长为1045 nm，平均功率为12 mW，基频重复频率为17.07 MHz，脉宽约为3 ps。详细讨论了高阶锁模光脉冲的演化方式。该锁模光纤激光器可以完全自启动，可以长时间稳定工作，有望成为高功率超短脉冲激光器的种子源。
激光器 光纤激光器 被动锁模 啁啾光纤布拉格光栅 半导体可饱和吸收镜
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海飞博激光科技有限公司, 上海 201807
以被动调Q的小型Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器为种子光源，以后向抽运的掺镱双包层光纤为功率放大介质，经过一级光纤功率放大，获得了平均功率5.5 W，重复频率9 kHz的激光输出，脉冲宽度为575 ps，峰值功率达到1 MW。采用非临界相位匹配的LBO晶体，对该亚纳秒脉宽光纤放大器进行了单通倍频实验研究。当晶体温度为150.5 ℃、基频光功率为2.7 W时，获得了平均功率1.3 W、峰值功率250 kW的倍频绿光输出，倍频转换效率为48%。
激光器 脉冲光纤放大器 主振荡功率放大 三硼酸锂晶体 倍频
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室， 上海 201800
2 中国科学院大学， 北京 100049
3 上海飞博激光科技有限公司 上海 201800
以被动调Q的固体薄片激光器作为种子光源，以中心波长976 nm的半导体激光器为抽运源，通过端面抽运耦合，搭建了窄脉宽双包层掺镱光纤放大器。实验研究了前向、后向端面抽运方式对窄脉宽双包层掺镱光纤放大器的输出平均功率、激光光谱、脉冲宽度等特性的影响，并进行分析讨论。结果表明,采用后向抽运方式，窄脉宽双包层掺镱光纤放大器，获得了平均功率为9.3 W的放大激光输出，重复频率为10 kHz，脉冲宽度为450 ps，峰值功率大于2 MW。
光纤激光 薄片激光器 皮秒脉冲 前向抽运 后向抽运
