1 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心，北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
3 北京大学信息科学技术学院，北京 100871
为了提高应用于光纤激光器的多量子阱半导体可饱和吸收镜（SESAM）的特性参数，对其结构进行优化，模拟分析了不同量子阱周期数对器件电场分布、调制深度及反射光谱等参数的影响，结果表明，SESAM中吸收层量子阱周期数越大，SESAM在1064 nm处的反射率越低，调制深度越高，在低反射率处的带宽越窄，可饱和吸收镜对生长误差的容忍度也越小。利用金属有机化合物气相沉积（MOCVD）方法对3种量子阱周期数结构的SESAM进行外延生长，通过非线性测试及锁模实验对3种结构的样品进行测量与表征，结果表明，3种结构的SESAM均实现了自启动锁模，其稳定锁模的泵浦区间为150~200 mW。采用泵浦探测技术对15个量子阱周期的SESAM进行动态响应测试，其响应恢复时间为5 ps。
激光器 超快激光器 半导体可饱和吸收镜 泵浦探测 光学学报
2023, 43(22): 2214001
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
1 西安电子科技大学 光电工程学院，西安
2 西安电子科技大学 前沿交叉研究院，西安
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室，北京
翠绿宝石晶体是一种宽带可调谐激光晶体，发射光谱覆盖700~900 nm，因此在超快激光脉冲产生方面也具有很大的潜力，近年来得到了广泛的研究。首先介绍了翠绿宝石晶体的结构、物理及光学性质，然后综述翠绿宝石晶体在超快激光领域中的发展现状，并对其未来的发展进行了展望。
超快激光器 二极管泵浦 翠绿宝石晶体 克尔透镜锁模 Ultrafast lasers diode pumping Alexandrite Kerr-lens mode-locked
1 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心，北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
3 广东华快光子科技有限公司，广东 中山 528436
4 北京大学信息科学技术学院，北京 100871
应用于掺镱(Yb)光纤激光器的半导体可饱和吸收镜(SESAM)需要具有较高的调制深度，即将较厚的砷化铟镓(InGaAs)材料作为吸收层。然而，InGaAs材料与砷化镓(GaAs)衬底之间的大失配，导致过厚的InGaAs材料质量极易恶化，影响锁模效果。因此，优化的外延结构设计和高质量的外延材料成为研制高性能SESAM的关键。本文设计了吸收层InGaAs材料总厚度分别为150 nm和300 nm的两种应变补偿多量子阱(MQW)结构的SESAM，利用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)方法进行外延材料生长，采用光致发光光谱仪、高分辨X射线衍射仪和分光光度计对外延材料特性进行表征，优化外延材料生长参数。将研制的两种SESAM应用到线型腔掺Yb光纤激光器中，实现稳定锁模的泵浦功率分别为130 mW和120 mW，输出激光脉宽分别为18.3 ps和9.6 ps。实验结果表明，吸收层InGaAs材料厚度为300 nm的SESAM更容易实现稳定锁模并获得脉宽较窄的激光脉冲输出。
激光器 超快激光器 半导体可饱和吸收镜 金属有机化合物气相沉积 应变补偿多量子阱结构 中国激光
2022, 49(11): 1101002
1 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，上海 200240
2 上海交通大学IFSA协同创新中心，上海 200240
理论和实验研究了一种2.8 μm Er∶ZBLAN光纤孤子自压缩放大器。 放大器采用锁模Er∶ZBLAN光纤振荡器作为种子源，锁模脉冲宽度为240 fs，峰值功率为16.9 kW，重复频率为54.3 MHz。通过单级孤子自压缩放大，实验获得了脉冲宽度为110 fs、峰值功率达151 kW的中红外飞秒脉冲输出。
强激光与粒子束
2021, 33(11): 111005
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200062
2 山西大学极端光学协同创新中心，山西 太原 030006
3 中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试科学技术实验室，山东 青岛 266000
提出了一种可编程的激光脉冲选取和幅度控制的方法，以产生具有任意时域波形的脉冲串模式激光。采用具有灵活的可编程性的基于现场可编程门阵列结构的脉冲选择单元驱动声光调制器，实现对脉冲串内每个激光脉冲能量的精确控制。基于该创新的脉冲时域特性调控技术，利用掺镱啁啾脉冲光纤放大系统，实现了不同时域波形的高能量激光脉冲串，脉冲串能量为20 μJ，脉冲串间重复率为1 MHz，脉冲串内单脉冲宽度小于300 fs。
激光光学 超快激光器 光纤激光 脉冲整形 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2314001
华南师范大学广东省纳米光子功能材料与器件重点实验室, 广州市特种光纤光子器件及应用重点实验室, 广东 广州 510006
回顾了锁模光纤激光器中各种孤子动力学特性的研究状况,介绍了近年来基于色散傅里叶变换(DFT)技术的超快光纤激光器孤子瞬态动力学特性的研究进展,分析了同时利用时间透镜和DFT技术的超快现象多尺度探测,这些均有助于更全面地了解光孤子的物理本质。实时测量技术的发展必将极大地激发研究人员探索孤子动力学特性的热情,进一步促进孤子动力学特性研究和超快激光技术的发展。
超快光学 超快激光器 光孤子 非线性现象 瞬态动力学 色散傅里叶变换技术 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 070006
广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
在对人造皮革的激光加工中, 利用长脉冲激光加工人造合成革产生结构破坏难以解决, 因而利用超快激光对PU合成革材料打孔的物理加工方式。选用脉宽为400 fs, 重复频率为50 kHz的激光进行打孔, 结合有限元分析软件仿真, 分析不同布孔方式的应力分布和气体流量, 得出正方形的布孔方式具有比较高的抗撕裂能力和透水气能力; 然后通过调整激光功率、离焦量、波长、扫描线速度以及所打孔的大小, 布孔方式等, 寻找出一组对激光仪器适合的具体参数, 并对不同布孔方式的皮革进行抗撕裂强度和透水气性检测试验确认排列方式带来的影响与仿真吻合, 最终改变孔数使得到的PU合成革满足透水气性提高15%, 抗撕裂强度不低于未处理材料60%的要求。
激光材料加工 PU合成革 超快激光器 laser material processing PU synthetic leather ultrafast laser
上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200072
矢量孤子在现代通信、非线性光学等研究中具有重要意义。锁模光纤激光器为研究矢量光孤子特性提供了重要平台。对碳纳米管锁模的掺铒光纤激光器中矢量孤子的进动进行了综述, 展示了多种矢量孤子的偏振进动轨迹。实验证明了矢量孤子的偏振进动作为非线性吸引子的存在, 揭示了一种新型锁模光纤激光器的可能, 并展望了其未来的应用和发展。
非线性光学 矢量孤子 超快激光器 掺铒光纤激光器 偏振 碳纳米管
