Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, Department of Precision Instrument, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2 IDG/McGovern Institute for Brain Research, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Localized wavefront aberrations would introduce artifacts in biomedical imaging, which, however, are often neglected, as their compensations are at the cost of the field-of-view. Here, we show rarely reported local artifacts in two-photon imaging of dendrites beneath blood vessels in a mouse brain in vivo and interpret the phenomena via numerical simulations. The artifacts of divided parallel structures are found to be induced by coma and astigmatism, resulting from sample tilting and the cylinder shape of vasculatures, respectively. Different from that in single-photon microscopy, such artifacts in nonlinear microscopy show unique characteristics and should be recognized for proper interpretation of the images.
biomedical imaging two-photon microscopy wavefront aberration artifacts of dendrites mouse cortex Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 121701
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 中国科学院大学, 北京 100049
在基于大模场面积的高功率光纤放大器中，随着放大激光功率的提升而出现的高阶模激发现象，将会导致放大激光的光束质量严重下降。以光纤模式的弯曲损耗特性为基础，研究了光纤弯曲半径对高功率全光纤放大器高阶模激发阈值特性的影响。搭建了掺镱全光纤窄线宽高功率主振荡放大系统，设计了不同弯曲半径的水冷光纤盘，进行了相应对比实验。通过优化光纤盘半径，成功抑制了高功率光纤放大器中的高阶模激发，得到了千瓦量级的近单模激光输出，在输出功率为1.31 kW 时光束质量因子M2约为1.4。
激光光学 光纤放大器 大模场面积 高功率 高阶模
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 中国科学院大学, 北京 100049
搭建了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)近衍射极限输出的超荧光源，线宽为亚纳米量级，最大输出功率为1509 W，输出斜率效率达到85.2%，光束质量因子稳定在M2=1.4。后向回光功率与输入功率呈线性关系，系统很好地抑制了受激布里渊散射(SBS)，并且对环境具有很好的抗干扰能力。在整个输出功率范围内，没有观察到自脉冲和弛豫振荡现象。
激光器 光纤激光器 掺镱光纤放大器 放大自发辐射 光纤布拉格光栅 中国激光
2015, 42(12): 1202009
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
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 中国科学院大学, 北京 100049
3 瑞尔森大学电气与计算机工程系, 加拿大 M5B2K3
对功率比可调谐的双波长光纤激光器及其保偏光纤功率放大器特性进行研究。以中心波长分别为1030 nm和1035 nm的两对光纤光栅作为谐振腔镜，通过引入1035 nm波长激光可调节的腔内损耗，实现了功率比可调的双波长光纤激光器。以双波长光纤激光器为种子光源，建立了二级保偏光纤功率放大系统，通过控制双波长信号的功率比，研究了种子光特性对双波长功率放大的影响，获得了功率比可调的1035 nm和1030 nm双波长激光的放大输出，在双波长等幅输出情况下，最高功率达7.77 W。通过增大抽运功率或增加放大级数，可以获得更高功率的可调双波长激光输出,为今后应用于非线性光学差频产生太赫兹波提供了可能。
光纤激光器 光纤放大器 太赫兹 双波长 光纤光栅 缠绕损耗
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 中国科学院大学, 北京 100049
3 云南大学物理科学技术学院物理系, 云南 昆明 650091
受激布里渊散射（SBS）效应是影响连续波单频光纤激光放大器功率提升的重要因素，就传能光纤长度对连续波单频全光纤激光放大器SBS阈值功率的影响进行了实验研究。采用线宽为2.35 kHz的非平面环形腔(NPRO)结构种子光源，搭建了两级级联单频连续波全光纤激光放大器，通过改变主放大器增益光纤与输出光隔离器之间传能光纤的长度，检测主放大器回光功率和光谱随输出激光功率的变化，分析了无源传能光纤长度对连续波单频全光纤激光放大器SBS阈值功率的影响，实验结果与理论计算结果相符。
激光器 全光纤放大器 单频激光 受激布里渊散射
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 中国科学院大学， 北京 100049
分析了双包层光纤内包层及纤芯偏移对光纤熔接的影响。根据分析结果，针对主振荡功率放大全光纤化激光系统中关键熔接点，提出了合理的光纤熔接方案。在种子光功率为533 W，抽运光功率为1.16 kW时，全光纤化激光系统实现了1509 W放大激光功率输出，放大器的斜率效率为87.3%，中心波长为1080 nm，光束质量因子M2=1.46。
激光器 光纤激光 全光纤 高功率
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 中国科学院大学, 北京 100049
3 云南大学物理科学技术学院物理系, 云南 昆明 650091
高功率光纤激光器与周期性极化非线性晶体相结合的频率转换技术,是实现可见及紫外波段激光输出的有效技术手段。本文以线偏振输出的连续波全光纤化激光振荡器为基频光源,以5%(摩尔分数)氧化镁掺杂的周期性极化铌酸锂(PPMgO∶LN)为倍频晶体,进行了单通倍频的实验研究,测量并分析了PPMgO∶LN的温度调谐特性。控制晶体温度为26.9 ℃,在基频光功率为8.05 W时,实现了17.84%的谐波转换效率,对应的倍频绿光功率为1.437 W。
激光器 光纤激光器 周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体 倍频
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 中国科学院研究生院， 北京 100049
3 南京大学物理学院， 江苏 南京 210093
通过准相位匹配技术，采用1 μm波段高功率窄谱线连续光纤激光放大器抽运高二次谐波转换效率周期性极化晶体，是实现高光束质量、小型化、高功率连续绿光激光器的一个非常有前途的方向。实验自主研发了高效率主振荡功率放大(MOPA)全光纤保偏放大模块，获得中心波长为1064.25 nm，线宽为0.035 nm的30 W连续线偏振激光，并以此作为基频光抽运国产周期极化钽酸锂(PPSLT)晶体进行了外腔单通倍频实验。保持PPSLT晶体的控制温度为145.6 ℃，在抽运光功率为21.5 W时得到了2.1 W的绿光输出。实验分析了温度、基频光功率密度和Boyd-Kleinman聚焦因子对倍频光转换效率的影响。实验过程中没有出现饱和现象，进一步提高抽运功率有望获得更高功率的绿光。
激光器 主振荡功率放大 双包层光纤激光 倍频 周期极化钽酸锂晶体
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 中国科学院研究生院， 北京 100049
3 中国电子科技集团公司第二十三研究所， 上海 201900
利用二维4路光纤激光环形腔被动锁相相干组束实验平台，对被动相干组束系统的光束质量进行了研究。以衍射极限倍数β因子作为光束质量的评价方法，理论分析了光束占空比以及不同锁相模式对β因子的影响，实验测量了对应不同输出功率水平的β因子。结果表明，虽然β因子可以在一定程度上反映出不同实验条件下光束质量的差异，但是由于β因子的测量核心是确定出焦平面处83.8%环围能量（功率）比的桶尺寸，不能反映相干组束远场光斑的特点，不适合用于评价被动相干组束系统的光束质量。比较分析了β因子与光束质量，光束质量能更好地反映出相干组束的特点。
激光器 光纤激光 相干组束 光束质量 中国激光
2011, 38(11): 1102012
