作者单位
摘要
华南师范大学信息光电子科技学院,广东 广州 510006
综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展,总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性,同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果,最后对腔内空间光调制器驱动的超快光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。
激光器 超快光纤激光器 空间光调制器 光场调控 脉冲整形 色散管理 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114009
作者单位
摘要
深圳大学电子与信息工程学院,广东 深圳 518060
基于中距相位共轭(OPC)结合色散管理的光纤非线性补偿方案,可满足OPC的传输对称性,改善非线性补偿效果,但是该方案用到了大量的反向色散光纤(IDF),不仅不便于对现有线路的升级改造,而且IDF尚未形成量产。采用色散补偿光纤(DCF)代替上述方案中的IDF,对两种方案(分别称为IDF方案和DCF方案)的非线性补偿性能进行了比较,详细考察了两种方案对信道内四波混频(IFWM)的补偿。通过数值计算发现,如果在DCF方案中采取非对称功率传输,则可获得接近于IDF方案的理想补偿效果。
光纤光学 光学相位共轭 色散管理 色散补偿光纤 反向色散光纤 信道内四波混频 非线性补偿 
光学学报
2023, 43(5): 0506005
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
We report dispersion management based on a mismatched-grating compressor for a 100 PW level laser, which utilizes optical parametric chirped pulse amplification and also features large chirped pulse duration and an ultra-broadband spectrum. The numerical calculation indicates that amplified pulses with 4 ns chirped pulse duration and 210 nm spectral bandwidth can be directly compressed to sub-13 fs, which is close to the Fourier-transform limit (FTL). More importantly, the tolerances of the mismatched-grating compressor to the misalignment of the stretcher, the error of the desired grating groove density and the variation of material dispersion are comprehensively analyzed, which is crucially important for its practical application. The results demonstrate that good tolerances and near-FTL compressed pulses can be achieved simultaneously, just by keeping a balance between the residual second-, third- and fourth-order dispersions in the laser system. This work can offer a meaningful guideline for the design and construction of 100 PW level lasers.
100 PW level laser dispersion management mismatched-grating compressor 
High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(6): 06000e38
易小刚 1,*刘毅 1,2
作者单位
摘要
1 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
2 新型传感器与智能控制教育部重点实验室,山西 太原 030024
采用光学相位共轭(OPC)法补偿相干光通信系统中的非线性损伤是当前光通信领域的研究热点之一。为了进一步提升OPC抑制光纤非线性的能力,针对掺铒光纤放大器的色散管理光传输链路,提出了一种优化共轭信号功率及共轭信号累积色散的两阶优化方法。理论分析表明,功率优化带来的性能增益仅与光纤的色散-衰减系数比有关。因此,以超大有效面积光纤和反色散光纤(SLA-IDF)及标准单模光纤和色散补偿光纤(SSMF-DCF)两种色散管理链路为例,对理论分析结论进行验证。数值模拟结果表明:9信道的偏振复用四相相移键控信号经过1920 km(24×80 km)的传输后,对于SLA-IDF链路,优化光强和色散后系统的最优信噪比(SNR)分别提升了3.8 dB和1.0 dB;对于SSMF-DCF链路,优化光强和色散后系统的最优SNR分别提升了0.4 dB和1.6 dB。
光通信 相干光通信 色散管理 光纤非线性 光学相位共轭 
激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1906001
作者单位
摘要
1 福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室/福建省光子技术重点实验室,福建 福州 350007
2 商丘师范学院 电子电气工程学院 河南省微腔与光电智能传感工程研究中心,河南 商丘 476000
3 中国科学技术大学 中科院量子信息重点实验室,安徽 合肥 230026
基于光学微腔的光频梳具有阈值低、光谱宽及结构紧凑等特点,在精密测量与传感等领域具有重要的应用前景,因此近年来微腔光频梳成为国际研究热点。目前相关的研究都聚焦于红外波段锁模光频梳的产生原理和应用探索,虽然可见光波段的光频梳在精密光谱、原子钟及生物医学等领域有特殊应用价值,但是可见光频梳的实现极具挑战性。文中在简要阐述光频梳产生原理的基础上,介绍了在可见光波段实现光频梳的主要挑战,以及目前三种实现方案的研究进展,包括利用材料的二阶与三阶非线性效应、调节微腔的几何色散和模式强耦合效应调控色散来产生可见光频梳。
光频梳 回音壁模式微腔 色散调控 模式耦合 optical frequency combs whispering gallery mode microcavity dispersion management mode coupling 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20220335
作者单位
摘要
北京工业大学材料与制造学部超短脉冲激光及应用研究所, 北京 100124
为获得较大展宽量的光纤器件,在相位掩模版刻写技术的基础上设计并制作了两种啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)展宽器。基于相位掩模版刻写技术的原理和CFBG的色散补偿理论,提出了两种展宽器的制作方法,并优化了刻写光路,获得了高反射率、大反射带宽的CFBG。通过拉力传感器控制CFBG的反射谐振波长,通过改进刻写方式制作了大色散量的CFBG级联展宽器和大反射带宽的CFBG串联展宽器。搭建了两种展宽器的测试光源,通过直接测量的方式得到CFBG级联展宽器所提供的展宽量约为345 ps,这与理论结果相符;通过正、反接的方式间接推算了CFBG串联展宽器所提供的展宽量约为278.7 ps,这小于理论结果。
光纤光学 相位掩模版刻写技术 啁啾光纤布拉格光栅色散管理 光纤布拉格光栅级联展宽器 光纤布拉格光栅串联展宽器 
光学学报
2022, 42(7): 0706002
作者单位
摘要
上海交通大学 物理与天文学院 激光等离子体教育部重点实验室,IFSA协同创新中心,上海,200240
文中首次提出并验证了基于腔内色散管理实现飞秒光参量振荡器(OPO)光谱净化和稳定性提升的方法。对于高功率飞秒OPO,输出脉冲通常具有随时间无序变化的宽带不规则光谱,输出功率波动较大。利用铌酸锂(LiNbO3)晶体在腔内引入额外的负色散,通过泵浦脉冲的时间滤波效应实现了干净平滑的窄光谱近转换极限的飞秒脉冲输出,光谱稳定性和功率稳定性得到了极大改善。该方法是一种实现飞秒OPO光谱净化和稳定性提升的灵活简便的方法,对于发展高功率的超短脉冲OPO具有重要的应用价值。
光参量振荡器 光谱净化 功率稳定性 色散管理 时间滤波 optical parametric oscillator spectrum cleaning power stability dispersion management temporal filtering 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201060
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光纤光学及光通信实验室, 天津 300072
2 天津光电集团有限公司, 天津 300384
报道了一种基于非线性光纤环形镜的工作在耗散孤子共振(DSR)区域的被动锁模掺铒光纤激光器,分别在反常和正常色散区获得了方波脉冲输出。在腔内净色散值约为-0.32ps 2的反常色散区,当泵浦功率为481.2mW时,获得了最大时域宽度为33ns、单脉冲能量约为12.4nJ的方波脉冲。通过在腔内插入一段7m长的色散补偿光纤,使激光器工作在腔内净色散值约为2.85ps 2的正常色散区,在同样的泵浦条件下,获得了最大时域宽度为34.3ns、单脉冲能量约为9.42nJ的方波脉冲。这表明在满足腔内参数平衡的条件下,DSR方波脉冲可同时在反常和正常色散区产生。另外,还研究了泵浦功率对方波脉冲的时域宽度和单脉冲能量的影响,结果表明,随着泵浦功率的增加,方波脉冲的时域宽度和单脉冲能量均呈线性变化。
激光器 光纤激光器 耗散孤子共振 方波脉冲 非线性光纤环形镜 色散管理 
中国激光
2020, 47(12): 1201006
Zhipeng Qin 1,2,3Guoqiang Xie 1,2,3,*Hongan Gu 1,2,3Ting Hai 1,2,3[ ... ]Liejia Qian 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Jiao Tong University, School of Physics and Astronomy, Shanghai, China
2 Shanghai Jiao Tong University, Collaborative Innovation Center of Inertial Fusion Sciences and Applications, Shanghai, China
3 Shanghai Jiao Tong University, Key Laboratory for Laser Plasmas, Ministry of Education, Shanghai, China
The mode-locked fluoride fiber laser (MLFFL) is an exciting platform for directly generating ultrashort pulses in the mid-infrared (mid-IR). However, owing to difficulty in managing the dispersion in fluoride fiber lasers, MLFFLs are restricted to the soliton regime, hindering pulse-energy scaling. We overcame the problem of dispersion management by utilizing the huge normal dispersion generated near the absorption edge of an infrared-bandgap semiconductor and promoted MLFFL from soliton to breathing-pulse mode-locking. In the breathing-pulse regime, the accumulated nonlinear phase shift can be significantly reduced in the cavity, and the pulse-energy-limitation effect is mitigated. The breathing-pulse MLFFL directly produced a pulse energy of 9.3 nJ and pulse duration of 215 fs, with a record peak power of 43.3 kW at 2.8 μm. Our work paves the way for the pulse-energy and peak-power scaling of mid-IR fluoride fiber lasers, enabling a wide range of applications.
ultrafast fiber laser mid-infrared breathing pulse mode-locking dispersion management 
Advanced Photonics
2019, 1(6): 065001
作者单位
摘要
1 厦门大学嘉庚学院 信息科学与技术学院,福建 漳州 363105
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林 长春 130022
设计了一种基于色散管理的掺铥光纤激光器。通过调节泵浦功率以及腔内偏振态,首先实现了稳定的展宽脉冲输出,中心波长和脉冲宽度分别为1 939.4 nm和482 fs。最大输出功率为15 mW,对应的单脉冲能量为0.52 nJ。增加泵浦功率到645 mW时,通过适当调节偏振控制器可以实现类噪声脉冲锁模,中心波长为1 940.1 nm。所实现的锁模脉冲具有飞秒量级的尖峰以及皮秒量级的基底。最大输出功率为20.4 mW,相对应的单脉冲能量为0.7 nJ。相比于传统孤子,采用色散管理所实现的锁模脉冲具有更高的脉冲能量。此外,所设计的掺铥光纤激光器可作为理想的主振荡功率放大以及啁啾脉冲放大结构的种子源,进一步提高脉冲能量,拓展2 μm高能光纤激光器的实际应用。
掺铥光纤激光器 色散管理 展宽脉冲 类噪声脉冲 Tm-doped fiber laser dispersion management stretched-pulse noise-like pulse 
应用光学
2019, 40(4): 551

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