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Abstract
Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation of the Ministry of Education & National Laboratory of Solid State Microstructures & College of Engineering and Applied Sciences & Institute of Optical Communication Engineering & Nanjing University-Tongding Joint Lab for Large-Scale Photonic Integrated Circuits, Nanjing University, Nanjing 210023, China
We propose and experimentally demonstrate the programmable photonic radio frequency (RF) filters based on an integrated Fabry–Pérot laser with a saturable absorber (FP-SA). Owing to the high output power and the relative flatness spectrum of the FP-SA laser, only a waveshaper and an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) were needed, which can greatly reduce the complexity of the system. The sinc filter employed 87 taps, representing a record-high tap number and resulting in a 3-dB bandwidth of 0.27 GHz and a quality factor of 148. Furthermore, Gaussian apodization enabled the out-of-band rejection of the filter to reach 34 dB and the center frequency to be finely tuned over a wide range, spanning from 4 to 14 GHz. These results indicate that the proposed scheme could provide a promising guideline for the photonic RF filters that demand both high reconfigurability and greatly reduced size and complexity.
microwave filters microwave photonics passively mode-locked laser Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 023901
长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022
当超短脉冲进入高非线性光纤时，在色散和非线性效应的共同作用下，脉冲频谱中会产生一些新的频率分量，使得输出频谱比输入频谱宽得多。这种光谱被称为超连续谱。超连续谱光源具有光谱范围宽、方向性好、亮度高、空间相干性好等优点。在锁模激光器中，传统孤子、耗散孤子和类噪声脉冲可以作为种子源产生超连续谱。文中，笔者建立了一个NPR被动锁模光纤激光器来产生脉冲激光。然后，添加一段DCF以补偿腔中的色散，从而产生耗散孤子。同时，通过调节腔内PC，可以实现束缚态和耗散孤子的状态切换。输出脉冲经10 m单模光纤压缩后注入部分拉锥后的高非线性光纤以产生超连续谱。实验中，我们得到了脉宽为5.6 ps、重复频率为32 MHz、信噪比为52 dB的耗散孤子锁模脉冲，压缩后的脉冲宽度为868 fs，用作超连续谱产生。超连续谱的覆盖范围约为1200~2200 nm，其20 dB谱宽为357 nm。通过调节偏振控制器，实现耗散孤子脉冲与束缚态脉冲之间的切换，束缚态脉冲持续时间为1.4 ps，脉冲间隔为14 ps，信噪比为51 dB，产生1600~1870 nm的超连续光谱，20 dB的光谱宽度为135 nm。
超快激光器 被动锁模 超连续谱 耗散孤子 束缚态孤子 ultrafast lasers passively mode-locked supercontinuum dissipative soliton bound state soliton 红外与激光工程
2022, 51(7): 20220035
张朝阳 1,3陆宝乐 1,2,3,*陈浩伟 1,2,3王凯歌 1,2,3白晋涛 1,2,3,*
1 西北大学 光子学与光子技术研究所，省部共建西部能源光子技术国家重点实验室，西安 710069
2 国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心，西安 710069
3 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心，陕西省光电子技术重点实验室，西安 710069
研究了一种基于非线性光纤环形镜“8”字形谐振腔结构的波长可调谐被动锁模掺铒光纤激光器，该激光器通过将偏振控制器加在耦合比为30/70的2×2光纤耦合器首尾相连的环内，在整个谐振腔的右端搭建了一个Sagnac环形滤波器。当泵浦功率为270 mW时，锁模光纤激光器输出了中心波长为1 555.7 nm的传统孤子，其光谱的3-dB带宽为4.2 nm，重复频率为21.1 MHz，信噪比为68 dB，脉冲宽度为0.759 ps。此外，在不改变腔内其他器件的情况下只增加泵浦功率，实现了锁模光纤激光器的连续可调谐，中心波长的调谐范围为1.5 nm；在增加泵浦功率到360 mW时，调节偏振控制器出现了松束缚态孤子。
激光器 传统孤子 非线性光纤环形镜 掺铒 被动锁模 Laser Traditional soliton Nonlinear optical loop mirror Er-doped Passively mode-locked 
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronics, Center of Light Manipulations and Applications, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
2 Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, Jinan 250014, China
In this paper, we report a passively mode-locked (Nd:YSAG) laser using a periodically poled (PPLN) superlattice. Nonlinear mirror mode locking based on PPLN intracavity frequency doubling was theoretically analyzed. The modulation depth of nonlinear reflectivity of the nonlinear mirror is approximately 8.8%. Optical performances of the mode-locked laser including output power, radio frequency spectrum, and optical spectrum were experimentally investigated. An average output power of 710 mW with a slope efficiency of 14.6% was obtained at the pump power of 6.5 W. The repetition rate is 101.7 MHz, and the signal-to-noise ratio of the mode-locked pulse is 45 dB. The mode-locked pulse width was approximately 9 ps.
Nd:YSAG periodically poled LiNbO3 superlattice passively mode-locked laser Chinese Optics Letters
2021, 19(9): 091403
1 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 江苏 南京 210044
以二硫化钼(MoS2)为代表的新型“类石墨烯”二维材料具有带隙可调、调制深度高、宽带可饱和吸收等优点, 在超快脉冲激光器中获得了广泛应用。采用锂离子-插层法制备MoS2纳米片溶液, 通过超声、离心、旋涂、干燥等工艺制作了高质量MoS2可饱和吸收体(SA)。利用拉曼光谱和原子力显微镜等方法对制备的MoS2薄膜进行了表征, 结果表明, 该MoS2薄膜为少层结构(2~3层)且具有良好的均匀性。将该MoS2 SA置于W型全固态激光器系统中, 实现了1063.9 nm稳定的被动锁模运转。实验中, 当吸收抽运功率达到6.86 W时, 脉冲平均输出功率为894 mW, 单脉冲能量及峰值功率分别为10.28 nJ和2.056 kW, 锁模脉冲宽度为5 ps。
激光器 固体激光器 被动锁模 二硫化钼可饱和吸收体 锂离子-插层法 中国激光
2018, 45(10): 1001009
波长为2 μm的中红外掺铥光纤激光器可广泛应用于激光医疗、人眼安全雷达、非金属材料加工、光电对抗等领域, 具有其他类型光纤激光器不可替代的重要作用。报道了一种全光纤结构波长可调谐被动锁模掺铥光纤激光器。该光纤激光器利用半导体可饱和吸收镜与高双折射率光纤环镜实现锁模皮秒脉冲与波长可调谐激光输出。高双折射率光纤环镜由2×2激光分束器和高双折射光纤组成, 实验中通过改变光纤环镜中高双折射光纤的温度, 得到了中心波长可调谐范围为1952~1967 nm, 调谐宽度为15 nm, 重复频率为 29 MHz, 最短脉冲宽度为6 ps的可调谐皮秒脉冲激光输出。
激光器 光纤激光器 波长可调谐 被动锁模 中国激光
2018, 45(10): 1001003
1 浙江大学 光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
2 浙江大学 材料科学与工程学院, 杭州 310027
报道了一种基于MoO3可饱和吸收体的连续锁模、调Q锁模掺镱光纤激光器.采用环形腔结构,在泵浦功率为95 mW时, 获得了稳定的重复频率为17 MHz的连续锁模脉冲输出, 单脉冲宽度为130 ps, 光谱中心波长为1 067.06 nm, 谱线3 dB带宽为0.27 nm. 在泵浦功率为280 mW时, 产生稳定的调Q锁模脉冲输出. 当泵浦功率从280 mW变化到400 mW的过程中, 调Q锁模包络重复频率从26.51 kHz变化到48.7 kHz, 包络半高宽度从14.6 μs变化到4.1 μs, 子脉冲的宽度和光谱中心波长基本保持不变, 谱线3 dB带宽变为0.62 nm.
激光器 被动锁模光纤激光器 三氧化钼 掺镱锁模光纤激光器 锁模 Laser Passively mode-locked fiber laser MoO3 Yb-doped mode-locked fiber laser Mode-locked
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 陆军装甲兵驻长春地区军事代表室, 吉林 长春 130022
针对基于半导体可饱和吸收体(Semiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM)被动锁模光纤激光器脉冲底座宽和脉冲能量小的问题展开研究, 设计了一种线型腔结构的双SESAM锁模超短脉冲光纤激光器。首先, 通过增加SESAM个数的方式使得光脉冲在谐振腔中的一个振荡周期内多次经过可饱和吸收体, 有效增加了可饱和吸收体对光脉冲前后沿的吸收, 抑制了因泵浦功率过大而产生的调Q锁模效应, 有助于压缩脉冲宽度、提高单脉冲能量, 摆脱了因SESAM调制深度较低而对压缩脉冲宽度和提高单脉冲能量造成的限制。其次, 通过在系统中引入一段正色散光纤, 降低了因峰值功率过高而引起的非线性效应, 进一步提高了脉冲能量。最后, 在相同调制深度及饱和通量条件下, 与单SESAM锁模相比, 双SESAM锁模光纤激光器输出脉冲宽度由693 fs降低到449 fs, 缩短了35.2%, 脉冲能量由2.92 nJ提高到5.31 nJ, 上升45%。
超短脉冲 双SESAM 调制深度 被动锁模 ultrashort pulse double SESAM modulation depth passively mode-locked 红外与激光工程
2018, 47(5): 0505002
实验研究了高重复频率、宽光谱皮秒脉冲掺镱光纤激光器。该激光器为全光纤结构，采用主控振荡器的功率放大器技术，利用光纤中的非线性效应进行光谱的展宽。利用半导体可饱和吸收镜实现振荡器的被动锁模,输出中心波长为1031.3 nm，3 dB光谱宽度为1.51 nm，脉冲宽度为3.1 ps，重复频率为21.3269 MHz。再利用声光调制器使振荡器的重复频率降低到2.1 MHz，降频后的信号光通过三级掺镱光纤放大器，在30 μm/250 μm大模场双包层掺镱光纤中实现了功率主放大，最后得到平均功率为20 W、脉冲宽度为20.8 ps、光谱宽度为640~1700 nm、单脉冲能量为9.5 μJ、对应峰值功率为0.46 MW的脉冲激光输出。
激光器 宽光谱 主振荡功率放大 非线性效应 被动锁模技术 声光调制
