作者单位
摘要
西北大学 光电子与光电子技术研究所, 陕西 西安 710069
基于大增益带宽和高热导率晶体的偏振复用激光技术可以提高双频激光器和双光梳激光器在输出光谱范围和功率方面的性能。本文提出一种基于Yb:CALGO晶体的偏振复用激光器。将两片与光轴成45°角切割的双折射晶体放置在增益晶体的前后两侧形成三明治结构,利用双折射晶体的偏振特性使腔内激光形成只在三明治结构部分具备空间分离其余部分共线的偏振方向互相垂直的两种模式。同时,这种三明治结构既能使单束泵浦光能够自动分离为两束空间分离匹配的泵浦光,也可以使腔内增益晶体放置在腔内模式腰斑位置处,与泵浦光达到更好的模式匹配,提高光泵浦效率。最终测得的激光输出功率达到瓦量级并且斜率效率超过30%。在腔内加入标准具后,实现了频差为太赫兹量级的稳定双频激光运转。
偏振复用 Yb:CALGO晶体 双频激光器 双波长激光器 双梳激光器 polarization-multiplexing Yb:CALGO crystal dual-frequency lasers dual-wavelength lasers dual-comb lasers 
中国光学
2023, 16(6): 1475
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Photon-Technology in Western China Energy, International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, Institute of Photonics & Photon Technology, School of Physics, Northwest University, Xi’an 710069, China
We report a Yb-doped mode-locked fiber laser based on a nonlinear amplifying loop mirror (NALM), which is all-normal-dispersion (ANDi), and allows the output wavelength to be tunable. The laser can generate a stable femtosecond dissipative soliton with a maximum output power of 196 mW. Its repetition rate is 112.4 MHz, and the final pulse duration is 236 fs. By adjusting the angle of the reflective diffraction grating, the mode-locked fiber laser was realized to tune the output with a tuning range of 54 nm from 1011.8 nm to 1065.6 nm. To the best of our knowledge, this is the widest tuning range of an ANDi Yb-doped mode-locked fiber laser based on NALM.
all-normal-dispersion wavelength tuning mode-locked fiber laser 
Chinese Optics Letters
2023, 21(6): 061402
张琛 1,*文通 1刘泽志 1高文萍 1[ ... ]白晋涛 1,**
作者单位
摘要
1 西北大学光子与光子技术研究所,陕西 西安 710127
2 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310007
Such as, by using the photothermal effect of materials, the surface tension of the lubrication layer on the surface of materials can be changed, thus creating a wetting gradient force to push the droplets to move. Further, the sliding and pinning of the droplet can be controlled by the phase change of the paraffin layer on some functional surfaces. The pyroelectric crystal can generate the dielectric force field on its surface based on the photothermal effect, which could be applied to realize the lossless moving, merging, and splitting of the droplets. In addition, the wettability of the photovoltaic crystals could be changed with the irradiation of light, therefore, can be used to control the behavior of droplets. In this paper, the development of the photo-responsive functional surface in droplet manipulation was briefly reviewed. The mechanisms of the droplet manipulation with the functional surface were expatiated. The categories of functional surfaces were summarized, the characteristics of the structure were analyzed, and the corresponding implementation method was introduced in detail. In addition, the applications of the photo-responsive functional surface in droplet transportation, fusion, and segmentation were introduced. Finally, the future development and potential applications of the photo-responsive functional surface for droplet manipulation were prospected.
光响应 功能表面 液滴操控 润湿性 photo-responsive functional surface droplet manipulation wettability 
光电工程
2023, 50(3): 220326
任丽 1,2,3孙博 1,2,3,*马丽 1,2,3冯晓强 1,2,3白晋涛 1,2,3
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所,陕西 西安 710127
2 省部共建西部能源光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710127
3 西北大学 陕西省光电子技术重点实验室,陕西 西安 710127
对线性啁啾光纤光栅(LCFBG)进行局部点加热时,在不同加热温度、加热宽度和加热位置情况下的输出光谱特性进行了研究。通过数值模拟发现,改变栅区局部加热点的温度和宽度,对透射禁带中窄带透射峰的透射率有较为明显的影响,其透射峰的中心波长也将会发生一定的漂移;透射峰的中心波长与栅区局部加热点的位置存在线性对应关系,且透射峰波长变化范围可覆盖整个透射禁带;LCFBG啁啾系数的大小,决定了改变加热位置导致的透射峰波长的调谐速率。基于理论研究结果,以热敏打印头的加热阵列为加热源,对LCFBG栅区进行局部点加热时的输出光谱特性进行了实验研究,得到了重复性和稳定性都较好、可多波长调谐的窄带透射峰。在实验误差范围内,实验结果与数值模拟得到的结论较为一致。
线性啁啾光纤光栅 局部点加热 相位突变 窄带透射峰 linearly chirped fiber Bragg grating local point heating phase change narrow-band transmission peaks 
红外与激光工程
2022, 51(8): 20210708
孟祥瑞 1,3文瀚 1,3陈浩伟 1,2,3孙博 1,2,3[ ... ]白晋涛 1,2,3
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所 省部共建西部能源光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710127
2 国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心,陕西 西安 710127
3 陕西省光电子技术重点实验室 陕西省全固态激光及应用工程研究中心,陕西 西安 710127
基于光纤环形激光器,设计出由三端口环形器、偏振控制器、未泵浦保偏掺镱光纤和光纤布拉格光栅组成的滤波器件作为高精度滤波器对谐振腔内的模式个数进行抑制,通过调谐偏振控制器,在保偏掺镱光纤内形成的梳状光谱和动态光栅,实现了窄线宽、单、双波长可切换单频掺镱光纤激光器。单波长运行时,在1064.37 nm处测得激光器输出线宽346 Hz,光信噪比大于50 dB,30 min内该激光器波长及功率的不稳定性均在0.01 nm和0.2 dB范围内。通过调节偏振控制器,单波长和双波长可以实现互相切换,双波长分别位于1064.156 nm和1065.236 nm。该技术为超窄线宽激光器的双波长输出提供了新的途径。
光纤激光器 窄线宽 可切换 双波长 fiber laser narrow linewidth switchable double wavelength 
红外与激光工程
2022, 51(6): 20220325
陆宝乐 1,2,3陈程 1,3林启蒙 1,3张朝阳 1,3[ ... ]白晋涛 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所,省部共建西部能源光子技术国家重点实验室,西安 710127
2 国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心,西安 710127
3 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心,陕西省光电子技术重点实验室,西安 710127

超短脉冲光纤激光器是激光器领域的一个重要分支,由于输出脉冲峰值功率高、脉冲宽度窄,吸引了大量科研工作者的关注。被动锁模技术是产生超短脉冲的常用手段,通过平衡谐振腔内色散与非线性,增益与损耗之间的相互作用来实现超短脉冲输出。深入理解被动锁模机制能够进一步推动超快光源的研究走向成熟。随着输出性能的逐步提升,超短脉冲光纤激光器的适用场景越来越丰富,能在不同领域发挥更加重要的作用。本文综述了目前光纤激光器中常用的几类被动锁模技术,包括:非线性光纤环形镜、非线性偏转旋转、低维纳米材料可饱和吸收体、非线性多模干涉以及最近涌现的Mamyshev振荡器和时空锁模等,阐述了各自的原理以及技术优势,并介绍了其在超短脉冲光纤激光器研究方面的最新进展。

光子学报
2022, 51(10): 1014003
张琛 1侯嘉庆 1蔺家琪 1李凯 1[ ... ]白晋涛 1,**
作者单位
摘要
1 西北大学 物理学院 光子学与光子技术研究所 省部共建西部能源光子技术国家重点实验室,西安 710127
2 中核四〇四有限公司,甘肃 嘉峪关 735100
针对目前微纳针形结构加工中存在的精度、形貌、可控性等问题,基于飞秒激光双光子加工系统中的单个体素,通过引入一维倾角自动调控体素的空间位置,提出了一种简单高效的加工连续渐变微纳针形结构的方法。通过开展加工实验,成功地在光刻胶材料中加工出了一系列长度可控、形貌连续渐变的微纳针形结构。实验结果表明:基于本方法加工的微纳针形结构,其高度呈线性变化关系且针尖形貌渐变精度达到了纳米量级,结构横向线宽渐变连续且沿中轴线呈对称分布;针形结构顶端最小高度达到5 nm,横向最小线宽为195 nm。其在功能表面、微纳流控、生物传感等研究领域具有潜在的应用价值。
飞秒激光 单体素 双光子聚合 连续渐变 微纳针形结构 Femtosecond laser Single voxel Two-photon polymerization Continuous gradient Micro/nano needle structure 
光子学报
2022, 51(10): 1014001
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所,西部能源光子技术与功能材料省部共建国家重点实验室,国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心,陕西省光电子技术重点实验室,西安 710127
2 南卡罗来纳大学 机械工程系与生物医学工程专业,美国南卡罗来纳 哥伦比亚 29208
微纳尺度流动现象广泛存在于生命科学、界面科学、微纳芯片技术以及材料科学等领域,微纳流体测速技术是研究微纳尺度流动现象及其应用的基础。本文首先介绍了几种主要的微流体测速技术,包括显微粒子图像速度计、粒子追踪速度计、分子标记速度计、光学相干层析技术、磁共振成像测速技术等。然后,详细介绍一种新型的光学微纳流体速度测量技术——激光诱发荧光漂白测速技术,该技术同时具有非侵入性、远场测速、纳米级高时空分辨率等优点,适应目前微纳流控实际研究中对高时间分辨率和高空间分辨率的迫切需求;重点介绍了基于该技术所取得的一些研究成果,包括对微流体电动力湍流和非线性交流电渗流等非稳态、非线性流动等现象和规律的最新研究成果。最后,对该技术进一步的发展进行了展望。
微纳流控 流体测速技术 激光诱发荧光漂白测速计 非侵入 高时空分辨率 Micro/nanofluidics Flow velocimetry Laser induced fluorescence photobleaching anemometer Non-invasive Simultaneously high spatial and temporal resolutions 
光子学报
2022, 51(10): 1012001
黄先明 1,2,3王飞 4,*陆宝乐 1,2,3,**白晋涛 1,2,3
作者单位
摘要
1 西部能源光子技术省部共建国家重点实验室,陕西 西安 710127
2 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心,陕西 西安 710127
3 西北大学光子学与光子技术研究所陕西省光电子技术重点实验室,陕西 西安 710127
4 湖北工业大学理学院,湖北 武汉 430068
拉盖尔-高斯旋转腔系统是获得光力学诱导透明(OMIT)效应的一种特殊装置,进一步提出在该腔中利用非线性耦合和轨道角动量(OAM)交换实现三阶克尔非线性效应的调控。利用系统的哈密顿模型可以得到克尔非线性解析表达式,经过数值模拟研究发现,当系统被调节到OMIT窗口附近时,携带OAM的光场会经历极小的吸收和强烈的色散,从而导致巨克尔非线性效应的产生。与传统的电磁诱导透明(EIT)和OMIT相比,该系统可以通过OAM和其他参数实现巨克尔非线性的调控。不仅如此,轨道角量子数还可以被用于控制光传播的群速度、实现快光和慢光效应。
非线性光学 克尔系数 轨道角动量 快慢光效应 光力学诱导透明 
光学学报
2022, 42(22): 2219002
左振忠 2,3王凯乐 2,3黄先明 2,3陈浩伟 1,2,3[ ... ]白晋涛 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 西北大学省部共建西部能源光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710127
2 西北大学陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心,陕西 西安 710127
3 西北大学光子学与光子技术研究所陕西省光电子技术重点实验室,陕西 西安 710127
展示了一种基于环形器的线形腔可控掺镱自扫光纤激光器,腔两端的反射光在掺镱光纤内形成驻波场,产生空间烧孔效应,进而诱导形成动态光栅,产生自扫效应。当泵浦功率达到22.5 mW时,获得了正向自扫效应,当泵浦功率为48.8 mW时,获得的最大自扫范围约为6 nm (1065.4217~1071.4225 nm)。在整个实验过程中,获得的扫描速度为0.56~8.83 nm/s,平均脉冲重复频率为12.08~115.20 kHz。当泵浦功率为161.3 mW时,获得的最大光学信噪比为53.18 dB。实验中,在环形器内引入一个机械式可调谐光衰减器,通过改变腔内损耗,简单有效地对自扫范围和自扫速度等自扫特性进行了调控,并将自扫范围扩大为10.83 nm。
激光器 光纤激光器 自扫效应 光谱特性 微秒脉冲 
中国激光
2022, 49(23): 2301003

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