1 清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室，北京 100084
2 北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信全国重点实验室，北京 100876
在光纤锁模激光器中，模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程，产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器，锁模机理从一维（1D）时域耗散孤子锁模发展到了（3+1）维时空耗散孤子锁模。通过深入理解耗散孤子的产生机理，有望进一步推动光纤锁模激光器在科学和应用领域的发展，为更多领域带来更多创新和可能性。首先介绍单模光纤锁模激光器中的一维时域耗散孤子锁模，探讨不同色散区域中时域耗散孤子的产生机理；随后介绍多模光纤锁模激光器中时空耗散孤子的最新研究成果，讨论模间色散的补偿方法，揭示其丰富的时空锁模机理和潜在的应用场景；最后对光纤锁模激光器的发展前景进行展望。
1 清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室, 北京 100084
2 北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
双光梳光谱技术作为一种新兴的宽带光谱测量技术,具有超高分辨率、高灵敏度和高采样率的特点,在气体吸收谱测量、温室气体排放监控、非线性光谱成像等领域具有重要应用。研究表明,仅从一台激光器中产生高相干的双光梳光源,克服了传统双光梳光源产生方法中存在的频率锁定系统复杂、梳齿数量较少、制作工艺困难等缺点,这种光源是理想的双光梳光源之一。结合国内外相关研究进展,综述了单腔双光梳的产生方法、单腔双光梳锁模光纤激光器中的孤子动力学研究以及单腔双光梳的应用。
激光器 双光梳光谱技术 单腔双光梳 锁模光纤激光器 中国激光
2021, 48(15): 1501001
1 新加坡国立大学电子与计算机工程系, 新加坡 119077
2 南洋理工大学电子电气工程系, 新加坡 639798
3 清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室, 北京 100084
高功率超快脉冲激光应用广泛,包括精密工业加工、超快光谱学、强场物理学及**应用等。光纤激光具有操作方便、散热要求低、光束质量好等优势。综述了近年来高功率超快光纤激光器的研究进展,包括新兴的被动锁模光纤激光技术及啁啾脉冲放大技术,以高功率超快光纤激光器在高次谐波产生中的应用为例,阐述了高能量光纤激光在非线性光学中的优势,对高功率超快光纤激光器的研究前景进行了展望。
非线性光学 光纤激光器 锁模激光器 啁啾脉冲放大 高次谐波
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, Department of Precision Instrument, Tsinghua University, Beijing 100084, China
The influence of the nonlinear propagation effect on three 400 Gb/s/ch (400G) optical fiber communication systems with typical modulation formats, dual-carrier 16-quadrature amplitude modulation (16QAM), single-carrier 16QAM (single-16QAM), and four-carrier quadrature phase-shift keying, are investigated. The received optical signal-to-noise ratio (OSNR), affected by the nonlinear interference noise together with the amplified spontaneous emission noise, are compared with three 400G systems and a standard 100 Gb/s/ch system by numerical simulations. Both single channel and multichannel cases are considered. Single-16QAM is found to have the best OSNR among those modulation formats.
060.1660 Coherent communications 060.2330 Fiber optics communications 190.4370 Nonlinear optics, fibers Chinese Optics Letters
2017, 15(3): 030604
Author Affiliations
Abstract
Department of Precision Instruments, Tsinghua University, Beijing 100084, China
We report a wavelength swept fiber laser at the 1 μm region based on an actively mode-locked dispersion-tuning technique. The ring-cavity laser uses a 70 cm ytterbium-doped fiber as a gain medium. Mode locking is achieved by the direct modulation of the amplitude modulator, and a ～1000 m single-mode fiber is used to provide the desired intracavity dispersion. By sine-modulating the modulation frequency, a wavelength swept laser with a range of ～30 nm can be achieved at a sweeping rate of 50 Hz. The characteristics of the laser, such as its single-wavelength tuning range, tuning sensitivity, static linewidth and sweeping rate, are also studied experimentally.
140.3510 Lasers, fiber 140.3600 Lasers, tunable 140.3615 Lasers, ytterbium Chinese Optics Letters
2015, 13(9): 091403
清华大学 精密仪器系 精密测试技术与仪器国家重点实验室, 北京 100084
为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案, 搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性, 获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情况, 认为这是由于可调谐滤波器中的执行器——压电陶瓷的容性负载特性引起的。结合光谱测量法, 获得了动态扫频线性度、扫频范围与驱动频率的关系, 实验结果与理论分析结果相符。最后, 提出了优化扫频非线性的驱动参数方案。通过在驱动源后增加电压跟随器提高了驱动源的负载能力和高速扫频的线性响应特性, 并应用于光纤光栅解调。实验得到了1 000 Hz扫频速度下的线性解调结果, 即解调线性度为0.998 44。
光纤光栅解调 扫频激光器 法布里-珀罗可调谐滤波器 扫描非线性 Fiber Bragg Grating(FBG) demodulation wavelength-swept laser Fabry-Perot(F-P) tunable filter sweeping nonlinearirty 光学 精密工程
2014, 22(11): 2888
清华大学精密仪器与机械学系，精密测试技术与仪器国家重点实验室, 北京 100084
报道了一种基于色散调谐技术的宽带扫频掺铒光纤激光器。通过在主动锁模光纤激光器腔内引入较大色散，利用锯齿波电信号调制电光调制器的调制频率，可以实现激光器扫频输出。应用扫频激光器可将光纤光栅反射中心波长的变化转变为时域上信号间隔变化，适用于光纤光栅传感解调。搭建了扫频光纤激光器，利用掺铒光纤作为增益介质，研究了扫频范围的影响因素。通过优化实验参数，实验得到的扫频带宽达到43 nm，接近增益带宽，扫频速度为50 Hz。利用搭建的扫频激光器进行了光纤光栅传感解调，灵敏度约为0.68 ms/nm，验证了解调原理。
激光技术 扫频激光器 色散调谐 光纤光栅传感 时域解调 光学学报
2012, 32(11): 1114003
