1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室，广东 深圳 518060
报道了基于掺铥光纤可饱和吸收体的单频2.05 μm线性腔铥钬共掺全光纤振荡器。腔内采用4.6 m长的铥钬共掺光纤作为增益介质，并利用未被泵浦的掺铥光纤作为可饱和吸收体实现选频，通过调整可饱和吸收体的长度可优化选频能力。在3.5 W的1570 nm激光泵浦下，获得了最高714 mW的2048.6 nm单频激光输出，相应的斜率效率为25.1%，激光光谱线宽为17 kHz。
激光器 单频光纤激光器 铥钬共掺光纤 可饱和吸收体 2 μm激光
1 山东师范大学物理与电子科学学院，光场调控及应用中心，山东省光学与光子器件技术重点实验室，山东 济南 250358
2 华东师范大学与山东师范大学光调控科学与光子集成芯片联合研究中心，上海 200241
采用溶液法合成了二维硫铟锌纳米花，并测量了其可饱和吸收参数，其中，饱和强度为675 MW/cm2，调制深度为7.8%。通过搭建1 μm 全固态激光器，获得最大输出功率为240 mW、最大重复频率为629.08 kHz、最小脉冲宽度为388 ns、相应的单脉冲能量为0.38 μJ、峰值功率为0.98 W的脉冲激光。结果表明，由于硫空位的存在，硫铟锌纳米花能够吸收能量低于其带宽的光子，在近红外区域，表现出良好的可饱和吸收特性，且在激光器中，能够获得高重复频率和短脉冲宽度的激光输出。因此，基于硫铟锌纳米材料的可饱和吸收体在调Q脉冲激光器中具有广阔的应用前景。
非线性光学 脉冲激光 可饱和吸收体 二维材料 硫空位 硫铟锌
1 北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室
2 北京信息科技大学 光纤传感与系统北京实验室,北京 100016
提出并搭建了一种基于单壁碳纳米管可饱和吸收体结合Sagnac环的被动调Q掺铒光纤激光器，对其输出激光特性进行实验研究。采用光沉积法制备了单壁碳纳米管可饱和吸收体，其透射率为75%。基于单壁碳纳米管的可饱和吸收特性，搭建调Q激光器，实现谐振腔Q值调节。将Sagnac环形滤波器插入光纤环形腔，Sagnac环结构产生的滤波效应可以对调Q脉冲实现精细度滤波，该激光器工作阈值为800 mW。当泵浦功率为830 mW时，激光器可实现稳定的1 530.4 nm激光输出，输出功率为12.3 mW，重复频率为210.7 kHz，对应的脉冲周期为4.76 μs，脉冲宽度为2.19 μs，其最大脉冲能量为58.37 nJ。
激光器 可饱和吸收体 掺铒光纤 Sagnac环 调Q脉冲 lasers saturable absorber erbium-doped fiber Sagnac loop Q-switched pulse
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
1 深圳大学二维材料光电科技国际合作联合实验室，广东 深圳 518060
2 鹏城实验室，广东 深圳 518060
报道了一种1.85 μm亚纳秒脉宽的Tm∶GdVO4被动锁模激光器。通过使用商用半导体可饱和吸收镜（SESAM）和高透过率的输出耦合镜（OCs），实现了Tm∶GdVO4短波段、亚纳秒脉宽的激光输出。对于连续波（CW）运转，当使用透过率分别为10%、20%和30%的不同OCs时，激光输出功率均超过1 W，在1844、1850、1851、1861、1865 nm波长上分别产生了激光振荡。对于连续波锁模（CWML）运转，通过使用上述不同OCs，均实现了稳定的输出，工作波长均位于1851.6 nm附近，光谱宽度始终不高于光谱仪0.05 nm的分辨率，输出脉宽分别为474、752、651 ps。其中，当使用透过率为30%的OC时，可实现320 mW的最大平均输出功率。
激光器 固体激光器 被动锁模 半导体可饱和吸收镜 亚皮秒 二极管泵浦激光器 Tm∶GdVO4激光器 中国激光
2023, 50(22): 2201004
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院微小卫星创新研究院，上海 200120
激光稳频是影响原子喷泉系统性能的关键技术。提出了一种应用于原子喷泉系统的激光稳频优化方案。该方案将激光冷却过程中采用的移频方法应用到稳频系统中，通过光纤电光调制的方法产生边带，并将频率锁定在边带的饱和吸收峰上。同时应用大光斑饱和吸收模块，改善饱和吸收信号和误差信号的信噪比。利用原子喷泉系统主光路的探测光，通过1.035 GHz的移频，实现从饱和吸收峰到饱和吸收峰的转移锁定，并在喷泉系统中观测到冷原子云信号。锁定后的信号可实现较长时间的稳定工作。该方案通过控制电光调制频率，还有望实现激光冷却实验范围内的任意频率锁定，具有重要的应用价值。
原子喷泉 电光调制 移频 饱和吸收 稳定度 光学学报
2023, 43(19): 1914002
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室，山西 太原 030002
2 太原理工大学物理与光电工程学院，山西 太原 030002
3 铜仁学院物理与电子工程系，贵州 铜仁 554300
研究了不同晶面与掺杂的ZnO晶体在飞秒线/径向偏振光（330 fs， 532 nm）激发下的超快三阶光学非线性效应。首先，采用紫外/可见吸收光谱对ZnO晶体的带隙进行分析；然后，基于Z-Scan技术在飞秒线/径向偏振光条件下测试了ZnO晶体的三阶光学非线性特性。结果表明：在线偏振光和径向偏振光激发下，不同晶面和掺杂的ZnO晶体均呈现出非线性饱和吸收效应和自聚焦效应，由ZnO晶体中缺陷态的电子跃迁导致。飞秒线偏振光激发时，ZnO［101］的三阶光学非线性效应最强，由ZnO晶体中变窄的能量带隙引起的近共振增强的三阶光学非线性导致；而在径向偏振光激发下，ZnO［110］的三阶光学非线性最强，这可能是由较窄的能量带隙和飞秒矢量激光的轴对称偏振产生的各向异性非线性共同作用造成。本研究结果在可饱和吸收体、超快光场调控与超分辨成像等领域具有潜在的应用价值。
非线性光学 ZnO晶体 径向偏振光 饱和吸收 自聚焦 激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1919001
