Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Engineering, Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Shandong University, Qingdao, China
2 Key Laboratory of Laser & Infrared System (Shandong University), Ministry of Education, Qingdao, China
3 Institute of Novel Semiconductors, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan, China
4 Beijing Engineering and Technology Center for Convergence Networks and Ubiquitous Services, SCCE, University of Science and Technology Beijing, Beijing, China
We firstly report a 2-μm all-fiber nonlinear pulse compressor based on two pieces of normal dispersion fiber (NDF), which enables a high-power scaling ability of watt-level and a high pulse compression ratio of 13.7. With the NDF-based all-fiber nonlinear pulse compressor, the 450-fs laser pulses with a repetition rate of 101.4 MHz are compressed to 35.1 fs, corresponding to a 5.2 optical oscillation cycle at the 2-μm wavelength region. The output average power reaches 1.28 W, which is believed to be the highest value never achieved from the previous 2-μm all-fiber nonlinear pulse compressors with a high pulse repetition rate above 100 MHz. The dynamic evolution of the ultrafast pulse inside the all-fiber nonlinear pulse compressor is numerically analyzed, matching well with the experimental results.
few-optical-cycle pulses high pulse repetition rate nonlinear pulse compression High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(1): 01000e14
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220143
光子学报
2022, 51(10): 1014004
商继芳 1,2,3,*孙军 1,2,3李清连 1,2,3吴婧 1,2,3[ ... ]许京军 2,3
1 南开大学 物理科学学院, 天津 300071
2 南开大学 教育部弱光非线性光子学重点实验室, 天津 300457
3 山西大学 极端光学协同创新中心, 太原 030006
4 中国电子科技集团公司第二十七研究所, 郑州 450000
研制了一种基于铌酸锂(LN)电光调Q的高重复频率窄脉宽短腔激光器.通过测量激光穿过置于正交偏振镜间的电光晶体后, 透射强度随晶体上施加的脉冲高压的变化情况, 探究了不同尺寸LN晶体中的压电振铃效应, 并与磷酸钛氧铷(RTP)晶体中的压电振铃效应进行了比较.实验发现, 块状LN晶体中的压电振铃效应严重, 而小尺寸LN晶体中的压电振铃效应和RTP晶体中的相似, 基本可以忽略.结合压电效应理论得出, 压电振铃效应的强弱与外加电压大小及晶体固有的压电共振频率有关, 电压越低, 压电共振频率越大, 压电振铃效应越弱.在此基础上, 制备了可高重频应用的尺寸为1.2 mm×9 mm×9.4 mm的LN调Q开关, 并实现了LN晶体的高重频调Q运转.激光增益介质采用具有较大受激发射截面和较短荧光寿命的Nd∶YVO4晶体, 其一端镀有1.064 μm的全反膜, 另一端沿布儒斯特角切割, 从而省去了全反镜和偏振镜, 缩短了腔长。泵浦源采用中心波长为808 nm的光纤耦合激光二极管.设计的激光器谐振腔长度仅为20 mm。在退压式电光调Q运转下, 获得了最大重复频率为15 kHz、脉宽为5.4 ns、峰值功率为2.94 kW的稳定的激光输出.
固体激光器 脉冲激光 电光器件 铌酸锂 脉冲重复频率 电光Q开关 压电效应 窄脉冲宽度 Solid state lasers Pulsed lasers Electro-optical devices Lithium niobate Pulse repetition rate Electro-optic Q-switching Piezoelectric effects Short pulse width
西北大学 光子学与光子技术研究所, 光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心, 西安 710069
报道了一种1 kHz窄脉冲宽度、高峰值功率的电光腔倒空1 064 nm全固态激光器.该激光器采用808 nm 脉冲LD侧面泵浦Nd:YAG 晶体棒的双凹型折叠谐振腔结构和同步延迟MgO∶LN晶体横向加压式电光腔倒空技术,通过优化设计谐振腔结构,在脉冲重复频率200 Hz时,获得了最大单脉冲能量46.7 mJ、脉冲宽度4.06 ns、峰值功率11.50 MW的1 064 nm脉冲激光稳定输出,脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别为±1.52%和±2.02%;在1 kHz时,最大单脉冲能量达到18.3 mJ,脉冲宽度5.02 ns,峰值功率3.69 MW,脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别为±2.75%和±3.52%,激光束因子为3.849和3.868,远场发散角为3.46 mrad和3.55 mrad,束腰直径为1 508.84 μm和1 477.30 μm.
固体激光器 脉冲激光 脉冲重复频率 电光调制 激光谐振腔 腔倒空 MgO∶LN电光晶体 窄脉冲宽度 高峰值功率 高稳定性 Solid state lasers Pulsed laser Pulse repetition rate Electro-optical devices Laser cavities Cavity-dumping MgO∶LN electro-optic crystal Short pulse width High peak power High stability
1 北方工业大学电子信息工程学院, 北京 100144
2 北方工业大学计算机学院, 北京 100144
运用传输矩阵法对串联耦合微环谐振腔透射谱进行分析,得出微环谐振腔具有梳状滤波特性。当一个周期脉冲序列通过微环谐振腔时,微环谐振腔的透射梳状谱对脉冲序列的频率进行选择,使得输出脉冲序列的频率增加,经过傅里叶逆变换后的输出脉冲序列周期变小。结果表明,随着频率倍乘数的增加,环半径相同的双环谐振腔相较于单环谐振腔,其输出周期脉冲序列的幅值更统一,脉冲序列频率倍乘(PRRM)效果更好;而串联耦合环半径不同的双环谐振腔能够在减少微环弯曲损耗的同时扩展自由光谱范围(FSR),从而实现较好效果的PRRM;优化微环谐振腔的耦合系数,其输出的脉冲序列包络呈三角形,实用性大大提高。
信号处理 微环谐振腔 脉冲序列频率倍乘 滤波 自由光谱范围 耦合系数 激光与光电子学进展
2016, 53(4): 040602
1 嘉应学院 物理与光信息科技学院,广东 梅州 514015
2 嘉应学院 应学院数学学院,广东 梅州 514015
对激光二极管端面泵浦Cr4+∶YAG被动调Q Nd∶YAG激光器输出特性进行了实验研究.实验研究发现, 激光器输出功率及脉冲重复频率随谐振腔长度增大而增大.为解释这一实验现象, 测量了泵浦光斑在激光晶体内尺寸, 同时计算了激光晶体及Cr4+∶YAG晶体内的基模激光光斑半径随谐振腔长度变化.分析结果表明:激光晶体内泵浦光斑尺寸远小于激光晶体内基模光斑半径, 腔模间交叠效率较低; 当腔长增加时, 激光晶体内的基模激光光斑减小, 腔模间交叠效率增加, 从而导致输出功率及脉冲重复频率随腔长增加而增加; 另外, Cr4+∶YAG晶体内光斑半径也随谐振腔长度减小, 引起Cr4+∶YAG晶体漂白时间缩短, 导致脉冲重复频率随腔长增加而增加.
交叠效率 被动调Q 脉冲重复频率 Cr4+∶YAG Cr4+∶YAG Overlap efficient Passively Q-switched Pulse repetition rate
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安710024
以高纯度Al2O3陶瓷作为放电基底, 研制了重复频率表面放电光泵浦源模块, 详细地讨论了流气条件下泵浦源的放电抖动和辐射强度波动, 并采用高速相机拍摄了泵浦源的放电等离子体图像, 研究了等离子体的空间稳定性。研究发现:在流气状态下, 泵浦源的重复频率为1~5 Hz时, 泵浦源的放电抖动与放电等离子体的空间稳定性受充电电压和气体流量的影响较大, 随运行频率的变化较小;辐射强度波动主要与充电电压相关, 基本不受气体流量和重复频率变化的影响;在大流量条件下, 提高充电电压, 可以有效降低混合气体流动对泵浦源放电抖动的影响, 减小辐射强度波动, 改善放电等离子体的空间重复性;当充电电压达到26.8 kV时, 气流量在60~300 L/min范围内, 泵浦源的放电抖动可以小于45 ns, 辐射强度波动小于2%, 放电等离子体有很好空间稳定性。研究结果表明该表面放电光泵浦源模块在流气条件下具有良好的重复频率运行稳定性。
激光器 光泵浦源 表面放电 重复频率 气体流量 lasers optical pumping source surface discharge pulse repetition rate gas-flow rate
Institute of Telecommunication Engineering, Air Force Engineering University, Xipan 710077, CHN
Er3+/Yb3+co-doped Double-clad fiber amplifier Pulse duration Pulse repetition rate 半导体光子学与技术
2006, 12(3): 205
在TEACO2激光器中采用印刷电路板预电离结构,在单节放电体积为5 cm×4 cm×90 cm的两节串连的激光器中获得了20.4 J单脉冲能量输出,电光转换效率达12.8%.激光器重复频率工作时,气体清洗系数大于3,在最高重复频率180 Hz下获得了3.6 kW平均输出功率.
TEA CO2激光器 印刷电路板预电离 平均功率 脉冲重复频率 TEA CO_2 Lasers PCB preionization Average power Pulse repetition rate