刘世鑫 1,2彭万敬 2,*冯昱俊 2刘航 2[ ... ]唐淳 2
作者单位
摘要
1 山东大学 激光与红外系统集成技术教育部重点实验室,山东 青岛 266237
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
柱矢量光束因其独特的偏振分布特性而在光镊、高分辨率成像、遥感、等离子体聚焦等领域发挥着重要作用。为实现全光纤高功率柱矢量MOPA激光器,采用自主设计基于集成超表面的模式转换光纤器件,进行了理论分析与实验验证。自主设计集成超表面的模式转换光纤器件可直接稳定输出数瓦功率的径向偏振柱矢量种子光,且输出模式纯度可达95%以上。实验中通过降低弯曲损耗并对模式进行控制,获得了单级放大输出功率为52.2 W的径向偏振柱矢量光稳定输出,且模式光场分布在输出功率增加过程中并未出现明显变化。为进一步分析输出的模式特性,采用旋转检偏器的方法检测输出光的偏振特性及偏振纯度,并利用非相干模式叠加方法计算了输出的径向偏振柱矢量光的模式纯度。结果表明,集成超表面模式转换的全光纤柱矢量MOPA激光器在最大输出功率情况下,输出光的偏振纯度约为95.2%,模式纯度约为94%,验证了该全光纤方案的可行性。
超表面 柱矢量光束 径向偏振光 光纤激光器 模式分析 弯曲损耗 metasurface cylindrical vector beam radially polarized beam fiber laser mode analysis bend loss 
强激光与粒子束
2023, 35(10): 101003
Jun Meng 1Chen Li 1Zhenhua Cong 1,2,3Zhigang Zhao 1,2,3[ ... ]Zhaojun Liu 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Engineering, Shandong University, Qingdao 266237, China
2 Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Qingdao 266237, China
3 Key Laboratory of Laser & Infrared System (Shandong University), Ministry of Education, Qingdao 266237, China
4 Center for Optics Research and Engineering, Shandong University, Qingdao 266237, China
A high-energy 100-Hz optical parametric oscillator (OPO) based on a confocal unstable resonator with a Gaussian reflectivity mirror was demonstrated. A KTA-based OPO with a good beam quality was obtained when the magnification factor was 1.5, corresponding to the maximum signal (1.53 µm) energy of 56 mJ and idler (3.47 µm) energy of 20 mJ, respectively. The beam quality factors (M2) were measured to be M2x = 5.7, M2y = 5.9 for signal and M2x = 8.4, M2y = 8.1 for idler accordingly. The experimental results indicated that the beam quality positively changed with the increase of magnification factors, accompanied by an acceptable loss of pulse energy.
optical parametric oscillators confocal unstable resonator beam quality 
Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051401
作者单位
摘要
1 山东大学激光与红外系统教育部重点实验室,山东 青岛 266237
2 山东大学 信息科学与工程学院 山东省激光技术与应用重点实验室,山东 青岛 266237
Re:YAG-SiO2多组分玻璃光纤是以Re:YAG作为纤芯材料,以石英管作为包层材料,采用熔芯法利用拉丝塔在高温下拉制的特种光纤,具有掺杂浓度高、增益大、机械强度高、易与石英光纤熔接等优点,适用于短腔单频光纤激光器。文中介绍了Re:YAG-SiO2光纤的制备工艺,结合笔者课题组在该领域的研究工作,综述了近年来基于Re:YAG-SiO2光纤的单频激光技术在1.0 μm,1.5 μm及2.0 μm波段的研究进展,并对Re:YAG-SiO2光纤的制备及基于该类光纤单频激光器所存在的问题进行了归纳分析,对未来的发展进行了展望。
单频激光 光纤激光器 Re:YAG-SiO2光纤 钇铝硅酸盐光纤 single-frequency laser fiber laser Re:YAG-SiO2 fiber yttrium aluminum silicate fiber 
红外与激光工程
2022, 51(6): 20220133
王景冲 1关晨 2,3刘兆军 1,2,*丛振华 1,2[ ... ]赵智刚 1,2,**
作者单位
摘要
1 山东大学激光与红外系统教育部重点实验室,山东 青岛 266237
2 山东大学信息科学与工程学院,山东 青岛 266237
3 齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东 济南 250104
4 青岛海泰光电技术有限公司,山东 青岛 266000
5 济南量子技术研究院,山东 济南 250101
报道了连续红光激光二极管(LD)泵浦的主动调Q翠绿宝石激光器。利用β相偏硼酸钡晶体(BBO)制成的普克尔盒作为主动调Q开关,在V型腔中实现了平均功率为1.16 W的755 nm激光输出,对应的重复频率为10 kHz,脉冲宽度为961 ns,单脉冲能量为116 μJ;通过在腔内插入双折射滤光片(BRF),实现了728~793 nm的波长调谐,并进一步研究了不同重复频率下的脉冲特性。此外,采用腔倒空技术,成功将脉冲宽度压窄至10 ns,对应的中心波长为767 nm,峰值功率超过3 kW。
激光器 翠绿宝石激光器 红光激光二极管 主动调Q 腔倒空 波长可调谐 
中国激光
2022, 49(13): 1301001
Jun Meng 1Chen Li 1Zhenhua Cong 1,2,3Zhigang Zhao 1,2,3[ ... ]Zhaojun Liu 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Engineering, Shandong University, Qingdao 266237, China
2 Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Qingdao 266237, China
3 Key Laboratory of Laser & Infrared System (Shandong University), Ministry of Education, Qingdao 266237, China
4 Center for Optics Research and Engineering, Shandong University, Qingdao 266237, China
Beam quality improvements by a large margin for signal and idler beams of a high energy 100 Hz KTiOAsO4 (KTA) non-critical phase matching (NCPM) optical parametric oscillator (OPO) were demonstrated using an unstable resonator configuration instead of a plane-parallel one. Theoretically, influences of cavity lengths and transmission of an output coupler on the OPO conversion efficiency for both were numerically simulated. For OPO based on an unstable resonator with a Gaussian reflectivity mirror, the maximum pulse energies at the signal (1.53 µm) and idler (3.47 µm) were about 75 mJ and 26 mJ, respectively. The corresponding beam quality factors of the signal were Mx2 = 9.8 and My2 = 9.9, and Mx2 = 11.2 and My2 = 11.5 for the idler. As a comparison, 128 mJ of signal and 48 mJ of idler were obtained with the plane-parallel resonator, and the M2 factors of the signal were Mx2 = 39.8 and My2 = 38.4, and Mx2 = 32.1 and My2 = 31.4 for the idler. Compared with a plane-parallel cavity, over eight times and three times brightness improvements were realized for the signal and idler light, respectively.
optical parametric oscillators unstable resonator beam quality 
Chinese Optics Letters
2022, 20(9): 091401
赵智刚 1,2玄洪文 3,**王景冲 2丛振华 1,2[ ... ]刘兆军 1,2,*
作者单位
摘要
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
2 山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266237
3 广东大湾区空天信息研究院, 广东 广州 510700
4 东京大学物性研究所, 日本 千叶 277-8581

综述了真空紫外193 nm波段固体激光光源的发展情况,具体包括所涉及到的主要非线性晶体[偏硼酸钡(BBO)晶体、三硼酸锂(LBO)晶体、六硼酸铯锂(CLBO)晶体、氟代硼铍酸钾(KBBF)晶体等]的各类特性及其对比分析、近几十年来193 nm波段连续固体激光和脉冲固体激光的发展脉络、用于产生193 nm固体激光的各种基频光源组合,并对它们的优劣势进行了分类分析和对比。对影响非线性晶体紫外透过率和紫外激光输出功率的双光子吸收效应进行了描述,并对深紫外激光器中的激光诱导污染效应进行了描述,指出几类常用的避免或者缓解该效应的方法。最后对实现超高重复频率准连续真空紫外激光的难度和应当解决的问题进行了探讨。

深紫外 固体激光 真空紫外 非线性晶体 双光子吸收 激光诱导污染 
光学学报
2022, 42(11): 1134010
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Engineering, and Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Shandong University, Qingdao 266237, China
2 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
An actively mode-locked fiber laser with controllable pulse repetition rate and tunable pulse duration is presented, in which an optical delay line (ODL) is used to adjust the cavity length precisely for regulating the repetition rate, and a semiconductor optical amplifier (SOA) is introduced for enabling the pulse duration control. Experimentally, continuous tuning of the repetition rate from 2 GHz to 6 GHz is realized, which is limited by the availability of an even higher repetition rate radio-frequency (RF) source. Specifically, when the repetition rate is fixed at 2.5 GHz, the pulse duration can be tuned from 4 ps to 30 ps, which is, to the best of our knowledge, the widest tuning range of pulse duration ever achieved in a gigahertz (GHz) repetition rate actively mode-locked 1.5 µm fiber laser oscillator.
active mode-locking semiconductor optical amplifier tunable pulse duration high repetition rate 
Chinese Optics Letters
2022, 20(7): 071402
邵贤彬 1,2陈晓寒 1,2丛振华 1,2赵智刚 1,2[ ... ]刘兆军 1,2,*
作者单位
摘要
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237
2 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
3 山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266237
报道了一种基于Nd∶YAG晶体衍生光纤(NYDF)的915 nm单频光纤激光器。使用掺杂原子数分数为2.5%的Nd∶YAG晶体作为纤芯材料,高纯度石英管作为包层材料,利用熔芯法制备Nd∶YAG晶体衍生光纤,其传输损耗为8 dB/m,在915 nm处其增益系数为1.16 dB/cm。基于Nd∶YAG晶体衍生光纤,实现了一个稳定的915 nm单频光纤激光器,信噪比大于50 dB。实验结果表明Nd∶YAG晶体衍生光纤有潜力应用于890~920 nm单频激光器。
光纤光学 YAG晶体衍生光纤 单频光纤激光 熔芯法 915 nm激光 
光学学报
2021, 41(22): 2206001
谢永耀 1,2丛振华 1,2赵智刚 1,2张行愚 1,2[ ... ]刘兆军 1,2,*
作者单位
摘要
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237
2 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
3 山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266237
采用熔融芯法制备出高增益的Yb∶YAG晶体衍生光纤,纤芯内Yb2O3的掺杂浓度(质量分数)达到5.25%。光纤在976 nm处的增益系数为12.6 dB/cm,在1550 nm处的传输损耗为1.29 dB/m。采用DBR线性腔结构,将8 mm长的Yb∶YAG晶体衍生光纤作为增益光纤,实现了17.8 mW的976 nm单频激光输出,对应的斜效率为12.1%,激光的信噪比大于45 dB,线宽小于41 kHz。
激光器 单频激光 光纤激光器 976 nm激光 Yb∶YAG晶体; 晶体衍生光纤 
中国激光
2021, 48(12): 1201010
作者单位
摘要
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237
2 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
3 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
近些年,法国Amplitude公司提出了“吉赫兹(GHz)革命”的口号,主要指发展重复频率在GHz量级的超短脉冲激光光源,并将其应用于工业加工、精密测量和生物成像等方面。深紫外激光器具有波长短、分辨率高、光子能量高的特点,因而在芯片缺陷检测、光电子能谱实验等方面具有重要应用,但目前已有的深紫外激光器的重复频率主要集中在千赫兹(kHz)和兆赫兹(MHz)量级,在GHz重复频率方面的研究极少,这大大限制了深紫外激光器在上述方面的应用。因此,针对上述研究现状,对高重复频率超短脉冲激光器的产生及频率变换技术的发展趋势展开研究。首先,详细介绍了近红外(NIR)波段GHz重复频率激光光源的发展现状;归纳总结了近二十年来国内外深紫外激光光源的研究进展——主要集中于四倍频(266 nm和258 nm)、五倍频(213 nm和206 nm)以及193 nm,指出了GHz重复频率深紫外脉冲激光领域的空白。接着,对GHz近红外激光和GHz深紫外激光各自的难点、相互之间的关系进行了探讨。最后,在对高重复频率深紫外激光器未来发展进行展望的同时也指出了其发展过程中亟需解决的问题。
激光器 深紫外激光 GHz 高重复频率 非线性光学 
中国激光
2021, 48(12): 1201008

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