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Abstract
School of Artificial Intelligence, Optics and Electronics (iOPEN), Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi 710072, P. R. China
The miniaturized femtosecond laser in near infrared-II region is the core equipment of three-photon microscopy. In this paper, we design a compact and robust illumination source that emits dual-color linearly polarized light for three-photon microscopy. Based on an all-polarization-maintaining passive mode-locked fiber laser, we shift the center wavelength of the pulses to the 1.7μm band utilizing cascade Raman effect, thereby generate dual-wavelength pulses. To enhance clarity, the two wavelengths are separated through the graded-index multimode fiber. Then we obtain the dual-pulse sequences with 1639.4nm and 1683.7nm wavelengths, 920fs pulse duration, and 23.75MHz pulse repetition rate. The average power of the signal is 53.64mW, corresponding to a single pulse energy of 2.25nJ. This illumination source can be further amplified and compressed for three-photon fluorescence imaging, especially dual-color three-photon fluorescence imaging, making it an ideal option for biomedical applications.
Three-photon fluorescence imaging illumination source dual-wavelength femtosecond pulse cascaded Raman effect graded-index multimode fiber Journal of Innovative Optical Health Sciences
2023, 16(5): 2241005
江丽 1,2,3宋锐 1,2,3,*侯静 1,2,3,**陈胜平 1,2,3[ ... ]韩凯 1,2
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
高功率可见光至近红外波段的超连续谱光源在光电对抗、光学相干层析成像和高光谱激光雷达等方面具有广泛的应用前景。最近几年，涌现了一些用于产生高功率超连续谱光源的新方法，推动了高功率超连续谱光源的进一步发展。本文从主振荡功率放大结构、随机光纤激光器结构以及多路非相干合成这三种用于高功率超连续谱产生的主流方案出发，着重介绍了近年来有代表性的高功率可见光至近红外波段超连续谱光源的研究进展，并综合分析了这三种方案的优缺点以及未来的发展潜力。
非线性光学 高功率光纤超连续谱 渐变折射率多模光纤 光子晶体光纤 随机光纤激光器 多路非相干合成 光学学报
2023, 43(17): 1719001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
3 Key Laboratory of Atmospheric Optics, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China
A monolithic visible supercontinuum (SC) source with a record average output power of 204 W and a spectrum ranging from 580 nm to beyond 2400 nm is achieved in a piece of standard telecom graded-index multimode fiber (GRIN MMF) by designing the pumping system. The influence of the GRIN MMF length on the geometrical parameter instability (GPI) effect is analyzed for the first time, to the best of our knowledge, by comparing the SC spectral region dominated by the GPI effect under different fiber lengths. Our work could pave the way for robust, cost-effective, and high-power visible SC sources.
visible supercontinuum high-power supercontinuum graded-index multimode fiber geometrical parameter instability nonlinear optics Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051403
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安709
2 福建工程学院 信息科学与工程学院，福州350118
本文综述了基于渐变折射率多模光纤可饱和吸收体的全光纤锁模激光超短脉冲与束缚态孤子产生机理与技术研究现状.采用这种新型全光纤结构的锁模调制器件，光纤激光器可输出传统孤子的单脉冲能量达nJ量级，同时可实现时空锁模运转.渐变折射率多模光纤作为全光纤非线性可饱和吸收体在激光器中具有重要的研究意义和广泛的应用，为更高能量超短脉冲的产生提供了一条重要技术途径.
Fiber laser Mode locking Graded-index multimode fiber Saturable absorber Nonlinear multimode interference 光纤激光器 锁模 渐变折射率多模光纤 可饱和吸收体 非线性多模干涉
重庆三峡学院智能信息处理与控制重点实验室, 重庆 404100
为实现对微小位移的精确测量,提高位移精度,提出了基于表面等离子体共振的微位移光纤传感器。利用渐变折射率多模光纤中光束的传播角度随入射光位置的变化而变化的特性,结合表面等离子体共振传感器的共振波长对共振角度变化具有很高灵敏度的特性,实现对微小位移的精确测量。为满足共振条件,将渐变折射率多模光纤研磨成具有合适角度的楔形,精确控制渐变折射率多模光纤的长度,并将光纤探针浸入到一定折射率的液体中。通过630 nm单模光纤将白光光源从渐变折射率多模光纤的端面耦合到光纤探针中,搭建位移平台,精确控制单模光纤和渐变折射率多模光纤的径向相对位置,通过光谱仪检测共振波长随相对位置的变化规律。实验结果表明:当光纤研磨角度为12°,且液体折射率为1.350时,该传感器具有高达10.32 nm·μm
-1的灵敏度,位移分辨率高达1.9 nm。
光纤光学 微小位移测量 表面等离子体共振 渐变折射率多模光纤 光纤研磨技术 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 040606
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京100044
论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论, 利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟, 将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比, 给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应, 对渐变折射率多模光纤的聚焦和发散作用进行了理论分析, 以较短的长度充当透镜的功能, 并总结了现阶段的主要应用。
多模干涉 渐变折射率多模光纤 自聚焦位置 multimode interference graded-index multimode fiber FD-BPM finite difference beam propagation method (FD-BPM) self-focusing location
1 中国测试技术研究院, 成都 四川 610066
2 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 四川 611731
为研究光纤法珀传感器中法珀腔结构参数对其条纹对比度的影响，基于光传输矩阵方法，建立了描述非本征型光纤法珀干涉结构中光束传播特性的理论模型。以基于化学腐蚀渐变多模折射率光纤方法制作而成的光纤法珀传感器为例，进行了数值模拟。由模拟结果可以得出，腔长为40 μm、曲率半径在85~115 μm范围内可以获得较高的条纹对比度。其结果表明，通过优化法珀腔的腔长和形状可以改善光纤法珀传感器反射光谱的条纹对比度。
光纤传感器 渐变多模折射率光纤 法珀干涉仪 光传输矩阵 optical fiber sensor graded-index multimode fiber Fabry-Pérot interferometer ray-transfer-matrix
多模光纤(MMF)已成为“最后一千米”短距离通信的理想介质,但多模光纤的模间色散限制了其传输能力。模式群分集复用(MGDM)是种光路的多输入多输出(MIMO)技术,该技术利用多模光纤中不同的模式群作为相互独立的信道来传输多路信号,极大地提升了多模光纤的传输能力。设计实现了一个基于75 m梯度型多模光纤(GI-MMF)直接检测的两路MGDM通信系统,不同模式群的激发利用选择模式激发实现,利用偏置连接器和多模耦合器实现模式群的复用及解复用,并利用该系统实现了模拟视频信号和非归零码(NRZ)数字信号的传输。
光通信 模式群分集复用 多输入多输出 梯度多模光纤 选择模式激发
