基于矩阵法,构建超短脉冲经啁啾体布拉格光栅(CVBG)衍射的频域和时域响应分析模型。针对百飞秒(fs)级光纤啁啾脉冲放大(FCPA)系统对于CVBG的带宽要求,系统研究衍射带宽对CVBG的脉冲展宽及压缩效应的影响及宽带CVBG对于不同啁啾参数输入脉冲的脉冲响应特性。研究结果表明:CVBG的衍射带宽随其啁啾率和厚度增大而线性增大;当CVBG的衍射带宽小于入射脉冲的频谱宽度时,频谱成分的剪切会导致展宽脉冲的变形并使压缩脉冲相对于入射脉冲而展宽;为实现100 fs脉冲的展宽-压缩对易性,须保证CVBG衍射带宽不小于60 nm。设计中对单块厚度为40 mm的宽带CVBG先展宽再压缩,得到频谱宽度为16.64 nm的线性啁啾脉冲,输出脉冲均无限接近傅里叶变换受限(FTL)脉冲且衍射效率高达84%,这为百fs级CVBG脉冲压缩器的实现提供了理论参考及指导。

研究了不同厚度周期极化铌酸锂晶体(PPLN)对掺铒飞秒光纤激光器倍频特性的影响。基于非线性偏振旋转锁模原理和啁啾脉冲放大技术,在1560 nm波段实现了重复频率为100 MHz,输出功率为423 mW,脉冲宽度为80 fs的掺铒飞秒光纤激光输出。以此为基频光源,对0.5,1,10 mm三种不同厚度PPLN倍频晶体进行倍频特性研究,实现了波长在780 nm的飞秒激光输出。其中采用0.5 mm晶体时获得了功率为100.4 mW、脉冲宽度为104 fs的倍频光输出,倍频转换效率为23.7%;采用1 mm晶体时获得了功率为165.0 mW、脉冲宽度为161 fs的倍频输出,倍频转换效率为39%;采用10 mm晶体时获得了功率为185.5 mW,脉冲宽度为305 fs的倍频光输出,倍频转换效率达43.7%。并解释了倍频转换效率和倍频光脉冲宽度随PPLN晶体厚度的变化规律。实验数据为基于锁模光纤激光器产生780 nm波段飞秒光脉冲的研究提供了有益的参考。

目前,在被动锁模掺铒光纤激光器中,进行腔内色散补偿的方法主要包括:在激光谐振腔内熔接一段具有正常色散的光子晶体光纤、插入具有正常色散的光栅对，以及利用具有正常色散的啁啾光纤光栅等。针对目前腔内色散补偿方法存在的耦合效率低、环境稳定性差、色散量不易调节等不足，设计了一种由偏振合束器、色散补偿光纤和法拉第旋转镜构成的线形支路进行腔内色散精确补偿,采用透射式可饱和吸收体实现自启动锁模,并结合混合光器件,实验获得了重复频率为82.84 MHz、平均功率为10 mW、脉冲宽度为381 fs的飞秒脉冲保偏输出,作为种子源,可广泛应用于太赫兹产生、生物医学成像、超快光谱学等领域。

系统综述了高功率飞秒光纤激光系统的最新研究进展，主要包括单路飞秒光纤啁啾脉冲放大系统、空间分束相干合成、分割脉冲放大相干合成、非线性压缩以及相干光谱合成等几个方面的内容，分析了各种技术手段的特点，指出基于主动相位控制的光纤激光相干偏振合成技术有望成为高功率飞秒光纤激光系统的重要发展方向。

采用自制的碲酸盐微结构光纤作为非线性介质, 利用实验室自己搭建的1 560 nm飞秒光纤激光器作为泵浦源, 研究了泵浦功率、光纤长度、非线性系数和群速度色散对超连续谱展宽的影响, 并通过优化碲酸盐微结构光纤的结构获得了覆盖1 300~2 200 nm的全光纤超连续光源。

光纤激光器可分为基于非线性效应的光纤激光器和基于稀土离子受激辐射的掺杂光纤激光器。按照掺杂元素的不同，光纤激光器可以分为掺镱、掺铒、掺铥和掺镨等光纤激光器。针对稀土掺杂飞秒光纤激光器的最新研究进展进行了分析和总结，并给出了各种飞秒光纤激光器的优缺点和未来需要解决的问题，为稀土掺杂飞秒光纤激光器的优化设计提供参考。

简要回顾了飞秒光纤激光技术的发展，并报道了高重复频率光纤激光器的最新进展。通过模拟计算，证明高重复频率下锁模脉冲有随光纤缩短而变窄的趋势。选用合理的光学元件、光纤长度和色散匹配，研制出重复频率为330 MHz的掺铒光纤激光器，490 MHz的色散控制掺镱光纤激光器和600 MHz重复频率的全正色散掺镱光纤激光器。此类光纤激光器可用作天文光学频率梳的理想光源。

介绍了一种适合于日常高校光学或光电技术专业的研究生和高年级本科生熟悉、了解飞秒激光教学实验用的飞秒光纤激光器。该飞秒激光光源基于非线性旋转偏振效应被动锁模原理, 输出脉冲宽度为440 fs、脉宽带宽积为0.362、中心波长在1560 nm附近、平均输出功率为12 mW、脉冲重复频率为31.15 MHz。

Using 300-fs 1039-nm Yb-doped fiber laser, we experimentally demonstrate blue light generation in a high-\Delta and high nonlinear photonic crystal fiber (PCF). The zero dispersion wavelength of PCF is 793 nm, detuning 245.8 nm from the pump wavelength. PCF allows a frequency conversion exceeding the octave of pump wavelength. The visible component of the measured output spectrum occurs in the fundamental mode and spans from 391.3 to 492.3 nm. The peak wavelength of 441.8 nm has a frequency detuning of 390 THz from the pump wavelength of 1039 nm.