作者单位
摘要
1 山东理工职业学院 机电工程学院,山东 济宁 272067
2 华南师范大学 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东 广州 510631
1.7 μm超短脉冲光纤激光器在生物成像和材料加工等领域具有重要的应用前景,受到了科学家们的极大关注。基于非线性偏振旋转锁模技术,实验搭建了全光纤结构的1.7 μm锁模脉冲掺铥光纤激光器。通过在激光器内加入光纤滤波器抑制掺铥光纤中的长波激光发射,同时采用纤芯泵浦的方式有效获得了1.7 μm波段的增益。激光器输出脉冲的光谱中心波长为1733 nm,3 dB带宽为6.3 nm。锁模脉冲的重复频率为19.56 MHz,平均功率为1.4 mW。同时,数值模拟了脉冲在激光器的腔内演化。文中提出的1.7 μm全光纤锁模激光器有利于进一步提高1.7 μm激光源的稳定性和集成度,在生物成像等领域具有重要的应用价值。
超快光纤激光器 1.7 μm激光光源 掺铥光纤 被动锁模 超短脉冲 ultrafast fiber laser 1.7 μm laser source Tm-doped fiber passive mode-locking ultrashort pulse 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20220234
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Sino-German College of Intelligent Manufacturing, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
2 College of Electronics and Information Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
A stable noise-like (NL) mode-locked Tm-doped fiber laser (TDFL) relying on a nonlinear optical loop mirror (NOLM) was experimentally presented. Different from the previous NL mode-locked TDFL with NOLM, the entire polarization-maintaining (PM) fiber construction was utilized in our laser cavity, which makes the oscillator have a better resistance to environmental perturbations. The robust TDFL can deliver stable bound-state NL pulses with a pulse envelope tunable from ~14.1 ns to ~23.6 ns and maximum pulse energy of ~40.3 nJ at a repetition rate of ~980.6 kHz. Meanwhile, the all-PM fiber laser shows good power stability (less than ~0.7%) and repeatability.
noise-like pulse all-polarization-maintaining fiber nonlinear loop mirror Tm-doped fiber laser 
Chinese Optics Letters
2021, 19(9): 091402
作者单位
摘要
1 杭州电子科技大学 电子信息学院,浙江 杭州 310018
2 天津可宏振星科技有限公司,天津 300192
为获得0.9 μm近红外波段连续波单频激光输出,用50 mm长的PPLN晶体对掺Tm光纤激光MOPA的连续波1 925.08 nm单频激光输出进行单程倍频,通过聚焦参数和准相位匹配温度优化,在43.4 W基频光功率实现了最高9.07 W的962.5 nm二次谐波输出,转换效率达到20.9%。二次谐波为单纵模运转,水平和竖直方向光束质量因子分别为1.36和1.52。实验中研究了聚焦因子和相位匹配温度对倍频转换效率的影响,并讨论了聚焦条件和准相位匹配温度带宽之间的相互关系。实验结果表明:Tm光纤激光准相位匹配单程倍频是获得0.9 μm波段连续波单频激光输出的有效方法。
单频激光器 连续波激光器 准相位匹配 单程倍频 掺铥光纤激光器 周期极化铌酸锂 single-frequency laser continuous-wave laser quasi-phase-matching single-pass SHG Tm-doped fiber laser PPLN 
红外与激光工程
2020, 49(7): 20200112
Author Affiliations
Abstract
1 Singapore Institute of Manufacturing Technology, 2 Fusionopolis Way, Innovis, 138634 Singapore
2 School of Electrical & Electronic Engi-neering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, 639798 Singapore
3 Currently with School of Instrumentation and Optoe-lectronic Engineering, Beihang University, 37 Xueyuan Road, Beijing 100083, China
We report the generation of high energy 2 μm picosecond pulses from a thulium-doped fiber master oscillator power amplifier system. The all-fiber configuration was realized by a flexible large-mode area photonic crystal fiber (LMA-PCF). The amplifier output is a linearly-polarized 1.5 ns, 100 kHz pulse train with a pulse energy of up to 250 μJ. Pulse compression was achieved with (2+2)-pass chirped volume Bragg grating (CVBG) to obtain a 2.8 ps pulse width with a total pulse energy of 46 μJ. The overall system compactness was enabled by the all-fiber amplifier design and the multi-pass CVBG-based compressor. The laser output was then used to demonstrate high-speed direct-writing capability on a temperature-sensitive biomaterial to change its topography (i.e. fabricate microchannels, foams and pores). The topographical modifications of biomaterials are known to influence cell behavior and fate which is potentially useful in many cell and tissue engineering applications.
Tm-doped fiber lasers chirped pulse amplification photonic crystal fiber 
Opto-Electronic Advances
2020, 3(6): 06190039
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
2 Key Laboratory of Optoelectronic Devices and System of Ministry of Education, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
3 Shenzhen Key Laboratory of Laser Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
4 Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
We report on mode-locked thulium-doped fiber lasers with high-energy nanosecond pulses, relying on the transmission in a semiconductor saturable absorber (SESA) and a carbon nanotube (CNTs-PVA) film separately. A section of an SMF–MMF–SMF structure multimode interferometer with a transmission peak wavelength of ~2003 nm was used as a wavelength selector to fix the laser wavelength. When the SESA acted as a saturable absorber (SA), the mode-locked fiber laser had a maximum output power of ~461 mW with a pulse energy of ~0.14 μJ and a pulse duration of ~9.14 ns. In a CNT-film-based mode-locked fiber laser, stable mode-locked pulses with the maximum output power of ~46 mW, pulse energy of ~26.8 nJ and pulse duration of ~9.3 ns were obtained. To the best of our knowledge, our experiments demonstrated the first 2 μm region ‘real’ SA-based dissipative soliton resonance with the highest mode-locked pulse energy from a ‘real’ SA-based all-fiberized resonator.
high pulse energy mode-locking nanosecond pulse Tm-doped fiber laser 
High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(2): 02000e14
作者单位
摘要
1 厦门大学嘉庚学院 信息科学与技术学院,福建 漳州 363105
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林 长春 130022
设计了一种基于色散管理的掺铥光纤激光器。通过调节泵浦功率以及腔内偏振态,首先实现了稳定的展宽脉冲输出,中心波长和脉冲宽度分别为1 939.4 nm和482 fs。最大输出功率为15 mW,对应的单脉冲能量为0.52 nJ。增加泵浦功率到645 mW时,通过适当调节偏振控制器可以实现类噪声脉冲锁模,中心波长为1 940.1 nm。所实现的锁模脉冲具有飞秒量级的尖峰以及皮秒量级的基底。最大输出功率为20.4 mW,相对应的单脉冲能量为0.7 nJ。相比于传统孤子,采用色散管理所实现的锁模脉冲具有更高的脉冲能量。此外,所设计的掺铥光纤激光器可作为理想的主振荡功率放大以及啁啾脉冲放大结构的种子源,进一步提高脉冲能量,拓展2 μm高能光纤激光器的实际应用。
掺铥光纤激光器 色散管理 展宽脉冲 类噪声脉冲 Tm-doped fiber laser dispersion management stretched-pulse noise-like pulse 
应用光学
2019, 40(4): 551
作者单位
摘要
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室,上海 201800
2 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
3 哈尔滨工业大学 空间环境材料行为与评价技术国家级重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
面向2 μm掺铥光纤激光器的空间应用,本文针对典型商用掺铥光纤(TDF)开展了γ射线辐照效应实验研究。利用60Co源放射的γ射线,对由5段同批次Nufern公司SM-TDF-10P/130-HE型TDF样品搭建的2 μm光纤激光器进行总剂量为90 krad(Si)、剂量率为05~30 rad/s的辐照效应在线测试。结果表明,TDF的出光性能在辐照过程中出现了显著衰减,衰减幅度随着剂量率的上升而增大。通过对TDF样品在辐照前和辐照后的吸收光谱进行对比测试,观察到在经过总剂量9 krad(Si)的γ射线辐照后,TDF对793 nm泵浦光的吸收峰接近消失。对前述经历γ辐照之后的TDF样品进行2 h的793 nm泵浦光漂白实验测试,未见其出现性能恢复现象。可见,面向空间应用的该典型掺铥光纤需大力提高耐空间辐射性能。
掺铥光纤 空间辐照 γ射线辐照效应 Tm-doped fiber spatial radiation gamma-ray irradiation effect 
中国光学
2018, 11(4): 610
张海伟 1,2,*盛泉 1,2史伟 1,2白晓磊 1,2[ ... ]姚建铨 1,2
作者单位
摘要
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
通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解, 得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布。计算结果表明, 双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K。同时, 信号光与泵浦光功率的比值决定了温度最高点和熔接点的距离, 在泵浦光功率为100 W、信号光功率为10 mW的情况下, 两者之间的距离可达30 cm。通过分析不同内包层形状的双包层光纤的径向与轴向的热分布情况发现, 相较于其他内包层形状的双包层光纤, 偏芯型双包层掺铥光纤因其具有较低的最高温度、较高的泵浦效率和高斯型横截面热分布而较适用于掺铥光纤放大器。
掺铥光纤放大器 热效应 双包层光纤 解析模型 Tm-doped fiber amplifiers thermal effects double-cladding fiber analytical model 
红外与激光工程
2017, 46(6): 0622004
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
掺铥光纤激光器(Tm-Doped Fiber Laser, TDFL)具有结构 紧凑、散热性能优良、光束质量好、非线性效应阈值高 等优点,其量子转换效率在理论上可达200%。TDFL产 生的1.7 ~ 2.1 m激光在多个领域具有广泛应用。简 要介绍了Tm3+离子的吸收谱和能级结构、TDFL三种泵浦方式的优 缺点以及国内外高功率TDFL的研究进展,并就其未来发展给 出了初步看法。
掺铥光纤激光器 泵浦方式 高功率 Tm-doped fiber laser pumping method high power 
红外
2017, 38(5): 1
作者单位
摘要
1 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息技术研究中心, 上海 201800
利用1 550 nm光纤激光器搭建了一个同带泵浦环形腔掺铥光纤激光器, 并对其光谱输出特性进行了研究。在1 550 nm激光泵浦下, 1.6 m掺铥光纤自发辐射谱覆盖1 800~1 900 nm范围, 3 dB带宽大于60 nm; 通过在腔内插入隔离器, 获得了线宽小于0.2 nm的激光输出, 中心波长在1900 nm附近; 进一步在腔内加入FP腔, 获得了可调谐的窄线宽输出, 光谱调谐范围达60 nm, 覆盖从1 840~1 900 nm的光谱范围, 激光线宽仅为0.07 nm。另外, 在腔内使用通信波段用FP腔, 同样获得了较宽调谐范围的窄线宽输出。输出光谱分为1 820~1 850 nm和1 865~1 915 nm两个区域, 调谐范围共达80 nm。结合使用2 000 nm FP腔的可调谐光谱范围, 该激光器在1 820~1 915 nm的范围都可以获得激光输出, 与掺铥光线的自发辐射谱基本相符。
掺铥光纤激光器 波长可调谐 窄线宽 Tm- doped fiber laser wavelength tuning narrow linewidth 
红外与激光工程
2016, 45(12): 1205002

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