作者单位
摘要
华南师范大学信息光电子科技学院,广东 广州 510006
综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展,总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性,同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果,最后对腔内空间光调制器驱动的超快光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。
激光器 超快光纤激光器 空间光调制器 光场调控 脉冲整形 色散管理 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114009
王晓凤 1刘萌 1于宇 2,3王雨雷 2,3[ ... ]赵培德 1,3,*
作者单位
摘要
1 河北工业大学 理学院,天津 300401
2 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
文中基于量子阻抗洛伦兹振子(Quantum Impedance Lorentz Oscillator, QILO)模型,研究了含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子吸收特性。首先,理论推导并给出了用有效量子数、电子电量及质量和玻尔半径等微观量表示的该振子四、五阶非线性效应参量的计算参考公式。在此基础上,利用QILO模型,通过拟合取代基为R=NO2的含芴二茂铁衍生物分子线性吸收光谱,得到了其在400 nm峰值附近的电子跃迁前后的有效量子数,并进一步推算了该分子的双、三光子吸收截面。数值计算结果显示:该化合物分子在793 nm波长附近的双光子吸收截面为 $0.49\times {10}^{-20}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{4} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-1}$,在1 260 nm和1 314 nm附近的三光子吸收截面分别为 $2.01 \times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6}\cdot{\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$$1.00\times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$,与实验结果均吻合较好。文中结果说明:QILO模型可以较好地描述以NO2作为取代基的含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子的吸收特性。根据QILO模型的“依据介质的线性吸收光谱可以估算其多光子吸收截面”的特点,该模型或许能为寻找具有大的双、三光子吸收截面的材料提供一种可供参考的理论分析方法,降低研究多光子过程的综合实验成本。
非线性光学 Lorentz振子 量子阻抗 非线性效应参量 分子多光子吸收截面 nonlinear optics Lorentz oscillator quantum impedance nonlinear effect parameter molecular multiphoton absorption cross-section 
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230410
程友良 1,2,3,*集鑫锋 1,2,3刘萌 1,2,3
作者单位
摘要
1 华北电力大学动力工程系, 保定 071003
2 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室, 保定 071003
3 华北电力大学保定市低碳高效发电技术重点实验室, 保定 071003
由于在染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell, DSSC)中存在染料弛豫、半导体薄膜中电子与氧化态染料分子发生反应和电子在电解质中与氧化态离子复合等不利反应, 利用一个更完善的DSSC载流子传输模型对电池的光电性能进行模拟就显得非常重要。为此, 本文基于由多重俘获理论建立的DSSC中的包括电子、染料阳离子、碘化物和三碘化物在内的载流子传输模型, 数值模拟得到了不同TiO2薄膜厚度、不同入射光强度与不同染料分子吸收系数下DSSC的J-V曲线。结果表明, 随着TiO2薄膜厚度的增加, 太阳能电池的短路电流密度增大, 开路电压减小, 光电转换效率先增大后减小。当DSSC的TiO2薄膜厚度为20 μm时, 光电转换效率达到最大值7.41%, 同时光电转换效率随入射光强度与染料分子吸收系数的增大均有一定程度提高, 其中在吸收系数为4 500 cm-1时, 光电转换效率为6.73%。以上结果可以为改进DSSC的光电性能提供理论指导。
染料敏化太阳能电池 载流子传输模型 薄膜厚度 入射光强度 吸收系数 数值模拟 光电转换 dye sensitized solar cell carrier transport model film thickness incident light intensity absorption coefficient numerical simulation photoelectric conversion efficiency 
人工晶体学报
2022, 51(4): 687
作者单位
摘要
华南师范大学 信息光电子科技学院,广东 广州 510631
超快光纤激光器具有紧凑性高、光束质量佳、散热性好等优点,是一种极具发展潜力的激光光源。工作波长作为超快光纤激光器的重要参数,在一定程度上决定了激光器的应用领域。近年来,得益于1.7 μm波段的独特光谱特性,1.7 μm波段超快光纤激光器在生物医学、聚合物加工、光学成像等领域具有重要的应用价值。因此,研制高性能的1.7 μm波段超快光纤激光器成为激光领域的研究热点之一。文中综述了近期1.7 μm波段超快光纤激光器的研究进展,对目前获得1.7 μm波段超短脉冲的不同方式进行总结,分析其技术特点;同时,介绍了笔者所在课题组报道的1.7 μm波段耗散孤子超快光纤激光器及其放大系统的研究成果,概述了其工作原理、技术难点;最后,对1.7 μm波段超快光纤激光的应用前景及发展趋势进行了展望。
1.7 μm 激光光源 超短脉冲 被动锁模 超快光纤激光器 啁啾脉冲放大 1.7 μm laser source ultrashort pulse passive mode-locking ultrafast fiber laser chirped pulse amplification 
红外与激光工程
2022, 51(1): 20210850
作者单位
摘要
齐鲁师范学院物理与电子工程学院,山东 济南 250200
为了增强光子芯片与光纤耦合光路设计的灵活性,提高耦合效率,以布拉格条件为基础,设计了一种基于亚波长线光栅的高效垂直光栅耦合器。采用时域有限差分(FDTD)方法建立了光栅耦合器的二维结构模型,系统研究了亚波长线光栅的结构参数对光栅耦合器耦合效率的影响,分析了线光栅的周期、半径、光栅耦合器的上包层及下包层厚度等参数影响耦合效率的物理机制,并对结构进行了优化。结果表明,对于1550 nm波长的TE偏振入射光,当线光栅周期为580 nm,半径为130 nm,下包层厚度为2500 nm,上包层厚度为1400 nm时,可以获得超过91%的垂直耦合效率。提出的亚波长线光栅垂直光栅耦合器耦合效率高、结构简单、易于制备,可以为光栅耦合器的设计提供理论指导和参考。
光栅 亚波长结构 垂直光栅耦合器 耦合效率 
激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1705002
Author Affiliations
Abstract
1 Guangzhou Key Laboratory for Special Fiber Photonic Devices and Applications & Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
2 Department of Mechanical and Electrical Engineering, Shandong Polytechnic College, Jining 272067, China
High-repetition-rate (HRR) pulsed fiber lasers have attracted much attention in various fields. To effectively achieve HRR pulses in fiber lasers, dissipative four-wave-mixing mode-locking is a promising method. In this work, we demonstrated an HRR pulsed fiber laser based on a virtually imaged phased array (VIPA), serving as a comb filter. Due to the high spectral resolution and low polarization sensitivity features of VIPA, the 30 GHz pulse with high quality and high stability could be obtained. In the experiments, both the single-waveband and dual-waveband HRR pulses were achieved. Such an HRR pulsed fiber laser could have potential applications in related fields, such as optical communications.
dissipative four-wave-mixing high-repetition-rate pulse virtually imaged phased array 
Chinese Optics Letters
2020, 18(7): 071403
明淑娴 1,*魏志伟 1刘萌 1,2罗爱平 1,2[ ... ]罗智超 1,2
作者单位
摘要
1 华南师范大学 广州市特种光纤光子器件与应用重点实验室, 广东 广州 510006
2 华南师范大学 广东省微结构功能光纤与器件工程技术研究中心, 广东 广州 510006
为了使光纤激光器同时运转在不同的工作状态, 搭建了非线性偏振旋转(NPR)技术和碳纳米管可饱和吸收体(CNT-SA)混合的掺铒光纤激光器。其中, 基于NPR效应的腔内双折射引入的梳状滤波器可以实现双波长输出, NPR和CNT-SA的可饱和吸收效应共同作用可以获得调Q或调Q锁模脉冲, 因此在该激光器中通过调节参数可以使光纤激光器同时获得双波长调Q和调Q锁模脉冲输出。该双波长脉冲经滤波处理后, 观察到1531.23 nm处的波长对应调Q脉冲, 其重复率为45.62 kHz, 1557.18 nm处的波长对应调Q锁模, 调Q包络重复率也为45.62 kHz, 包络内锁模脉冲的重复率为18.18 MHz, 与激光器腔长相符。该实验结果增强了光纤激光器工作的灵活性, 有望进一步拓展其在相关领域的应用。
调Q 调Q锁模 双波长 掺铒光纤激光器 Q-switched Q-switched mode-locking dual-wavelength erbium-doped fiber laser 
红外与激光工程
2019, 48(8): 0805009
作者单位
摘要
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
喻佳澜 1,*刘萌 1,2李相越 1汪徐德 3[ ... ]罗智超 1,2
作者单位
摘要
1 华南师范大学 广州市特种光纤光子器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 华南师范大学 广东省微结构功能光纤与器件工程技术研究中心, 广东 广州 510006
3 淮北师范大学 物理与电子信息学院, 安徽 淮北 235000
1.0 μm波段的超短脉冲激光器在激光加工、光学精密测量和生物医学等领域具有重要应用价值, 但由于掺镱光纤激光器工作在全正色散区域, 激光器直接输出的脉冲通常宽度较大。文中利用改变微纳光纤尺寸可以使其在1.0 μm波段提供反常色散的特点, 将微纳光纤作为色散补偿元件在掺镱光纤激光器腔外对脉冲进行压缩来获得超短脉冲。实验中, 自主拉制的微纳光纤锥腰直径为3 μm, 锥腰长度为5 cm。掺镱光纤激光器直接输出脉冲宽度为37.6 ps, 经微纳光纤压缩后脉冲宽度为8.5 ps。该结果提供了一种更简便低廉的压缩脉冲方法。
微纳光纤 掺镱光纤激光器 脉冲压缩 microfiber Yb-doped fiber laser pulse compression 
红外与激光工程
2018, 47(8): 0803005
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices & Guangzhou Key Laboratory for Special Fiber Photonic Devices and Applications, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
2 Guangdong Provincial Engineering Technology Research Center for Microstructured Functional Fibers and Devices, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
As the typical material of two-dimensional transition metal dichalcogenides (TMDs), few-layered MoS2 possesses broadband saturable absorption and a large nonlinear refractive index, which could be regarded as a promising candidate for dual-function photonic device fabrication. In this work, the coexistence of a bound soliton and harmonic mode-locking soliton was demonstrated in an ultrafast fiber laser based on a MoS2-deposited microfiber photonic device. Through a band-pass filter, each multi-soliton state was investigated separately. The bound soliton has periodic spectral modulation of 1.55 nm with a corresponding pulse separation of 5.16 ps. The harmonic mode-locking soliton has the repetition rate of 479 MHz, corresponding to the 65th harmonic of the fundamental repetition rate. The results indicated that there exist more possibilities of different multi-soliton composites, which would enhance our understanding of multi-soliton dynamics.
160.4330 Nonlinear optical materials 140.4050 Mode-locked lasers 140.3510 Lasers, fiber 
Chinese Optics Letters
2018, 16(2): 020008

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