Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 Department of Physics and Chemistry, PLA Army Academy of Special Operations, Guangzhou 510507, China
3 Zhengzhou Research Institute of Harbin Institute of Technology, Zhengzhou 450000, China
We demonstrate a high power, Er:LuAG single-longitudinal-mode laser in an anti-misaligned resonator. Based on the Faraday effect, a 1.61 W single-longitudinal-mode (SLM) laser is obtained with the double corner-cube-retroreflector (CCR) structure, and the tunable wavelength is 1649.2–1650.3 nm. Additionally, we investigate the anti-misalignment characteristics when the CCR moves and rotates along the optical axis. Furthermore, by utilizing the Er:LuAG amplifier, the maximum 2.32 W single-longitudinal-mode laser at 1649.6 nm is achieved. The beam quality factors M2 of the 2.32 W Er:LuAG single-longitudinal-mode laser are 1.23 and 1.25 along the horizontal () and vertical () directions, respectively.
Er:LuAG single-longitudinal-mode laser Faraday effect MOPA system double corner-cube-retroreflector resonator Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 021401
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Abstract
Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Joint International Research Laboratory of Specialty Fiber Optics and Advanced Communication, School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China
Fiber quarter-wave plates and magneto-optical fibers are important components that greatly affect the sensitivity of fiber-optic current sensors. A Tb:YAG crystal-derived silica fiber (TYDSF) was fabricated using a laser-heating drawing technique. The linear birefringence of TYDSF was measured as by a microscope birefringence measurement instrument. A fiber quarter-wave plate was fabricated by TYDSF at 1310 nm, which produced circularly polarized light with a polarization extinction ratio of 0.34 dB. Additionally, the linear birefringence of TYDSF was decreased by 22% by annealing at 750°C for 7 h, and the Verdet constants of annealed TYDSF were measured to be 9.83, 6.67, and at 808, 980, and 1310 nm, respectively.
Faraday effect linear birefringence fiber quarter-wave plate Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 110601
1 中国计量科学研究院电磁计量科学研究所，北京 100029
2 中国矿业大学机电工程学院，江苏 徐州 310027
非线性误差是基于Faraday效应的干涉式数字闭环光纤大电流传感器基本测量准确度的主要影响因素。考虑到传感光路中偏振交叉耦合、圆偏振态不理想等因素的影响，计算了与调制信号同频的干涉信号，得到了闭环反馈相移与被测电流之间的非线性跟踪关系。仿真结果表明：传感光纤线性双折射、1/4波片方位角及相位延迟误差、相位调制器输出尾纤偏振串音是光纤大电流传感器产生非线性误差的主要原因。需根据被测电流的动态范围相应提高相位调制器输出尾纤耦合及熔接对轴精度。通过求解光纤敏感环微分模型方程，提出了波片参数与椭圆双折射光纤拍长-螺距比的匹配条件，实现了传感器对Faraday效应的线性响应，降低了椭圆偏振传感信号造成的非线性误差。实验结果表明：采用参数匹配的1/4波片后，在6~500 kA范围内，传感器比例因子随被测电流的变化量为0.2%，相比于理想1/4波片降低了一个数量级。
传感器 干涉测量 光纤电流传感器 Faraday效应 大电流测量 非线性误差 光学学报
2023, 43(11): 1128001
1 河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心，河北 保定 071002
2 河北省光学感知技术创新中心，河北 保定 071002
光纤磁场传感器具有抗干扰能力强、小型化、低成本等技术优势。为了实现对空间磁场矢量的测量，基于磁光晶体提出了一种光纤三维磁场传感器。然后，设计和构建了光纤三维磁场传感器传感探头，搭建了光纤三维磁场测量系统。分析基于磁光晶体光纤三维磁场传感器的非正交误差，通过对基于磁光晶体的光纤三维磁场传感器三个传感单元两两夹角的准确测量，对系统三轴非正交误差进行标定补偿。实验测试装置利用一对通电线圈构建一维磁场对光纤三维磁场传感器系统进行三维正交标定，三轴标定精度分别为0.19°、0.26°和0.22°。实验结果表明，该基于磁光晶体光纤三维磁场传感器可实现0.2 μT磁场强度分辨率和0.5°角度分辨率的磁场矢量测量。
传感器 磁光晶体 磁场传感器 法拉第效应 光纤传感器 三轴正交 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0928004
上海大学特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地，特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海 200444
为了解决随机线性双折射对光纤磁光特性测量的影响，采用旋转光纤（SF）结合法拉第旋转镜（FRM）的测量方法，研究了FRM对旋转光纤磁光特性测量的影响。首先，从理论方面研究旋转光纤与FRM的引入如何减小光纤中的随机线性双折射对磁光特性测量的影响，并搭建基于FRM的旋转光纤磁光特性测试系统。当光源波长为1310 nm时，FRM作用前的旋转光纤费尔德常数都比未旋转光纤的大，且旋转光纤的节距越短，费尔德常数越大。特别是旋转光纤的节距为1.0 mm时，其费尔德常数为0.8304 rad/（T·m），比未旋转光纤的费尔德常数［0.8029 rad/（T·m）］增大了约3.43%。当测试系统加入FRM后，不同光纤的费尔德常数测量值相较于未使用FRM的光纤费尔德常数测量值都有一定幅度的增大，尤其相比于节距为1.0 mm时的旋转光纤更进一步提高了7.50%，并且在FRM作用前后不同光纤费尔德常数测量值的均方差分别为0.99%和0.61%，说明FRM的引入提高了掺杂光纤费尔德常数的测量精度与稳定性。
测量 法拉第效应 磁光特性 法拉第旋转镜 费尔德常数 双折射
红外与激光工程
2023, 52(1): 20210869
1 哈尔滨工业大学物理学院, 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学, 特种环境复合材料技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
随着光通信技术与光子集成电路的发展, 非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件, 为了将非互易性器件整块集成在硅片上, 需制备性能与块状磁光材料相当的磁光薄膜。在近红外通信波段(1 550 nm), 以钇铁石榴石(Y3Fe5O12, YIG)为代表的稀土铁石榴石(RIG)具备优良的磁光效应, 是最具应用前景的磁光材料之一。研究发现, 使用稀土离子对YIG薄膜进行掺杂可以有效改善其磁光性能, 尤其是Bi3+和Ce3+掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文首先介绍了法拉第效应原理, 介绍了三种常见磁光薄膜的生长方法, 回顾了近年来的主要研究成果, 介绍了磁光薄膜在光隔离器和环行器中的应用, 最后对磁光薄膜的未来发展趋势进行了展望。
磁光薄膜 稀土铁石榴石 钇铁石榴石 脉冲激光沉积 液相外延 射频磁控溅射 磁光隔离器 法拉第效应 magneto-optical thin film rare earth iron garnet yttrium iron garnet pulsed laser deposition liquid phase epitaxy radio frequency magnetron sputtering magneto-optical isolator Faraday effect 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1659
1 超高压输电公司 检修试验中心, 广州 510000
2 南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京210000
为给反射式全光纤电流互感器(光CT)出现测量偏差问题提供理论依据, 研究反射式光CT系统的主要光学器件对系统响应的影响机理, 分析光CT各主要光学器件非理想性对电流测量准确性的影响。首先, 采用琼斯矩阵描述了该系统各主要器件和数学模型, 并给出系统输出光的表达式和解调检测后系统的注入电流测量值；然后, 基于系统数学模型, 分别分析了传感光纤的线性双折射、圆双折射的偏差和保偏光纤的线性双折射对光CT的注入电流测量值的影响。研究结果表明: 传感光纤的线性双折射偏差对光CT注入电流测量准确度的影响最为突出；传感光纤的圆双折射的存在可以有效地抑制传感光纤线性双折射对光CT注入电流测量准确度的影响。
全光纤电流传感器 法拉第效应 琼斯矩阵 双折射 all-optical current transformer, faraday effect, J
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National Institute of Metrology, Beijing 100029, China
An ultranarrow bandwidth Faraday atomic filter is realized based on cold atoms. The atomic filter operates at 780 nm on the , to , transition with a bandwidth of 7.1(8) MHz, which is approaching the natural linewidth of the transition. The peak transmission achieves 2.6(3)% by the multi-pass probe method. This atomic filter based on cold atoms may find potential applications in self-stabilizing lasers in the future.
Faraday effect atomic filter cold atoms Faraday laser Chinese Optics Letters
2021, 19(3): 030201
湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
应用传输矩阵法和等效介质理论,研究了拓扑绝缘体与Sinc函数型光子晶体分界面上的Kerr效应和Faraday效应,结果显示,在某些频率处,两种线极化波的反射波极化平面都可能会发生近似± π2的旋转,其附近周期结构的等效介电常数也有突变。进一步研究还发现,透射波极化面的旋转角随频率的变化规律与周期结构(BAB)n等效磁导率随频率的变化规律类似。以上结果都说明,在拓扑绝缘体与函数型光子晶体分界面上的Kerr效应和Faraday效应与入射波频率、周期结构的介电常数和磁导率等关系紧密。
材料 拓扑绝缘体 Sinc函数型光子晶体 Kerr效应 Faraday效应 中国激光
2020, 47(10): 1003002
