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Abstract
College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
We found the beam quality factor M2 of the fundamental mode as a function of wavelength is U-shaped in the working photonic bandgap (PBG) of an all-solid PBG fiber (AS-PBGF) for the first time, to the best of our knowledge, and our simulation results also match well with the phenomenon. The normal band that is near the high-frequency edge of the third PBG integrates the lowest M2 and single-mode operation simultaneously, while the other two edge regions suffer from anomalous variation of M2 versus wavelength. The general applicability of this finding can be further extended to other PBGs and also other representative structures in the AS-PBGF field.
all-solid photonic bandgap fiber beam quality factor U-shaped curve photonic bandgap Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 010602
国防科学技术大学 光电科学与工程学院， 长沙 410073
利用多极法计算了全固态光子带隙光纤第1带隙内不同波长处的基模模场分布，得到2维归一化光强分布特性。由于该光纤具有三角形(C6v)的对称结构，影响了光纤内的模场分布，为此计算了该结构两个具有代表性的方向上的模场分布，分析了带隙内两个不同的结构方向上的模场分布特性。结果表明，在长波长区域，两个方向上的模场半径并不相等，但都随波长的增加而减小，其变化规律与全内反射导光的光纤不同。
光纤光学 模场分布 多极法 全固态光子带隙光纤 fiber optics mode field distributions multipole method all-solid photonic bandgap fiber
天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
设计了一种采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现被动锁模的激光器,该激光器中只有单根的全固型掺镱光子带隙光纤(AS-Yb-PBGF)。在1 μm波段,该光纤具有负的群速度色散(GVD),因此腔内激光增益和负的GVD同时由该光纤提供。激光腔内非线性效应与仅由AS-Yb-PBGF提供的负GVD平衡作用可使激光器实现孤子运转。用分步傅里叶方法数值模拟了其孤子运转的动力学过程,该系统中初始的噪声信号经过数百次循环就可以得到稳定的孤子运转。输出脉冲能量为135 pJ,脉冲宽度为125 fs,时间带宽乘积为0.33,接近傅里叶变换极限的脉冲,脉冲重复频率可达500 MHz。系统地研究了整个激光器中孤子脉冲演变的动力学过程。
激光技术 孤子光纤激光器 全固型光子带隙光纤 半导体可饱和吸收镜 分步傅里叶方法
天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
采用全固型掺镱光子带隙光纤(AS-Yb-PBGF)作增益介质并提供反常群速色散(GVD),设计了一种被动锁模全光纤环形孤子激光器。没有使用任何块状色散补偿元件,因此,该激光器腔型结构简单、紧凑、环境稳定性高,更容易实现全光纤结构。脉冲在激光腔内的传输用广义非线性薛定谔方程描述,并采用分步傅里叶方法数值模拟了该激光器的单孤子运转的动力学过程。计算时,将AS-Yb-PBGF的长度选取为0.4 m,改变激光腔内单模光纤(SMF)的长度,得出了最佳运转参数：当AS-Yb-PBGF固定为0.4 m时,选择单模光纤等于0.4 m,就可以实现脉冲宽度为244 fs,脉冲能量为14 pJ和时间带宽乘积为0.32,即接近傅里叶变换极限的单孤子运转。
激光器 孤子光纤激光器 分步傅里叶方法 全固型光子带隙光纤
