1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044
2 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
3 南方科技大学电子与电气工程系，广东 深圳 518055
随着超快激光应用需求的不断增长，激光控制技术正面临越来越多的挑战，超短脉冲操控研究亟待取得进一步的突破与发展。在激光器谐振腔增益、色散、损耗、非线性等效应共同作用下，多脉冲展现出比单脉冲更为丰富的动力学现象。研究表明其内部脉冲间距、相对相位、脉冲个数等参量具有高度可控性，为提升多脉冲的操控维度提供了新思路。本文从超快激光多脉冲的操控机理出发，介绍了多脉冲动力学、实时观测技术及激光器控制方法，重点综述了基于增益调制、偏振控制、色散调控、光机械效应等多脉冲操控方案，分析了各方案的性能，并展望了多脉冲操控技术的发展前景。
超快激光 超短脉冲 多脉冲束缚态 脉冲操控 锁模激光器 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0314002
1 华中科技大学光学与电子信息学院，下一代互联网接入系统国家工程研究中心，武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学未来技术学院，湖北 武汉 430074
分布式光纤传感器以光纤作为传输和传感融合的介质，具有高灵敏、全分布、大尺度、高分辨的独特优势，近年来受到多个应用领域研究人员的关注并逐步进入产业化。然而，现有普通单模光纤在传感信噪比与稳定性等方面仍存在局限性。以散射增强微结构特种光纤为传感载体，研究其分布式传感增效机理，介绍了其自动化、高效率刻写制备技术，并重点阐述了其分布式光纤传感技术研究进展与相关应用。进一步对散射增强微结构传感光纤的未来发展潜力及应用方向进行了展望。
传感器 分布式光纤传感 散射增强光纤 分布式声波传感 光频域反射技术
1 南京大学智能光感知与调控技术教育部重点实验室，江苏 南京 210023
2 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
3 北京交通大学信息科学研究所，北京 100044
4 之江实验室光纤传感研究中心，浙江 杭州 311100
5 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044
6 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
7 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192
8 中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039
9 中油奥博（成都）科技有限公司，四川 成都 611731
10 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室，安徽 合肥 230031
11 齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院激光研究所，山东 济南 250104
12 厦门大学航空航天学院，福建 厦门 361005
13 上海交通大学电子信息与电气工程学院，区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室，上海 200240
14 北京理工大学光电学院，信息光子技术工信部重点实验室，北京 100081
15 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室，四川 成都 611731
16 兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000
我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首，分布式光纤传感技术（DOFS）作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术，近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战，在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上，对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。
光纤光学 分布式光纤传感技术 光时域反射仪 光频域反射仪 干涉型分布式光纤传感
1 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学无锡研究院，江苏 无锡 214174
随着激光雷达、引力波探测和光学原子钟等新技术的兴起和研究的不断深入，光学精密测量覆盖的应用领域的广度和深度都在拓展，传统自由运转的激光器其稳定性难以满足高精密测量的应用要求。超窄线宽、超低噪声和长期稳定的光源已成为该领域迫切追求的目标。光纤激光器具备结构紧凑、易于集成化和极限线宽窄等特点，通过噪声抑制和稳频技术输出超稳定、超窄线宽激光，近年来逐渐成为热点研究方向。本文从光纤激光器的噪声理论出发，介绍了光纤激光器的噪声来源、分类及测试方法，基于噪声理论，分类总结了光纤激光器强度噪声和频率噪声不同抑制技术的原理、发展历程及现阶段进展，并对窄线宽光纤激光器的发展趋势做了展望。
激光器 超窄线宽激光 光纤激光器 噪声抑制 稳频技术 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500002
1 华中科技大学光学与电子信息学院，武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 下一代互联网接入系统国家工程实验室，湖北 武汉 430074
3 华中科技大学无锡研究院，江苏 无锡 214174
基于相位敏感光时域反射技术的分布式声波传感（DAS）系统可实现大范围分布式的声波探测，近年来，在油气勘探、地质成像、管道安全、周界安防等应用领域受到研究关注。本文论述了光纤DAS技术的传感原理，分析了单模光纤的衰落机理和性能瓶颈。针对此问题，分别介绍了多种散射增强光纤的增效机理与声波传感性能。进一步，围绕微结构散射增强光纤DAS系统，综述了其近年来的技术与应用进展，并展望了其未来可能的发展方向。
光纤光学 光纤传感 相敏光时域反射计 分布式声波传感 散射增强光纤 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2100001
1 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
2 下一代互联网接入系统国家工程研究中心，湖北 武汉 430074
3 华中科技大学无锡研究院，江苏 无锡 214174
光纤超声换能器是近年来迅速发展的一种新型超声检测技术，它具有光纤传感器小尺寸和易复用组网的特点。相比于传统超声换能器技术，光纤超声换能器表现出更高的灵敏度、更大的带宽和更好的抗电磁干扰性能，在高分辨率成像、工业无损检测和局部放电等领域具有巨大的应用潜力。光纤超声换能器主要涉及光纤超声发射和光纤超声探测技术，本文综述了这几类技术的机理和发展现状，并总结了光纤超声检测技术的应用场景和面临的技术挑战。
传感器 光纤换能器 光声效应 超声发射 超声检测 医学成像 无损检测 局部放电 中国激光
2022, 49(12): 1210001
华中科技大学在新中国的朝阳中诞生，在共和国的旗帜下成长。薪火相传七十载，砥砺前行，始终传承红色基因，心怀“国之大者”，以服务国家为己任，为国家输送了逾70万各类人才，涌现出一批以人民英雄、时代楷模、国家最高科学技术奖获得者、全国优秀共产党员、全国劳动模范、全国道德模范等为代表的杰出校友，其发展过程被誉为“新中国高等教育发展的缩影”。
中国激光
2022, 49(12): 1200000
1 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
2 阿斯顿大学光子研究中心，英国伯明翰 B4 7ET
超角度倾斜光纤光栅（Ex-TFG）是一种结构新颖的新型光纤光栅器件，具有正交偏振耦合、高折射率灵敏度、低温度灵敏度以及矢量传感响应等特点。近年来，得益于Ex-TFG对周围环境折射率敏感的特点，其在生化传感领域得到了广泛的研究和应用。同时，Ex-TFG的非圆对称倏逝场分布为矢量传感应用提供了可能。基于理论和实验研究，从光栅的基本耦合模理论、包层模式传输特性等方面，详细介绍了Ex-TFG的基本理论和传感特性研究进展。
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306013
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430030
2 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430030
报道一种基于45°辐射倾斜光纤光栅(RTFG)的全光纤偏振相关器件。由于独特的偏振相关模式耦合特性,其可作为一种理想的全光纤起偏器、偏振相关耦合器、全光纤衍射器。基于体电流法建立倾斜光纤光栅的偏振耦合理论,从理论和实验角度系统地分析45° RTFG的偏振辐射耦合、衍射分光及偏振特性。仿真结果和实验结果表明,45° RTFG的透射和辐射有良好的偏振功能。一根长度为24 mm的45° RTFG在波长为1550 nm处的偏振消光比(PER)为22 dB,3 dB带宽超过300 nm。通过制备不同长度的45° RTFG,可以实现具有不同PER的光栅。光栅的辐射模沿角向呈准高斯分布,沿轴向呈指数衰减分布,并且其空间衍射角色散约为0.054 (°)/nm。实验结果与理论结果完全匹配,45° RTFG具有潜在的应用前景。
光纤光学 光纤器件 倾斜光纤光栅 光纤衍射器件 光纤偏振器件 光学学报
2020, 40(23): 2306003
邢志坤 1,2,3宋青果 1,2,3牟成博 4,5,6闫志君 1,2,3,*[ ... ]刘德明 1,2,3
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
3 华中科技大学下一代互联网接入系统国家工程实验室, 湖北 武汉 430074
4 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
5 上海大学上海先进通信与数据科学研究院, 上海 200444
6 上海大学特种光纤与先进通信国际合作联合实验室, 上海 200444
提出一种基于45°倾斜光纤光栅(45°-TFG)辐射模的线偏振光纤激光器。利用环形谐振腔结构和光纤布拉格光栅,搭建了基于45°-TFG辐射模的线偏振调谐光纤激光器,首次实现了基于TFG辐射模的全光纤单偏振激光输出。实验结果显示,当输入泵浦光功率大于24 mW时,可实现稳定的激光输出,输出激光的中心波长为1553.45 nm,3 dB带宽为0.05 nm,偏振度高达99.8%,激光器系统的斜率效率为10.79%。同时,利用布拉格光纤光栅的温度敏感特性,实现了激光器波长输出从1553.21 nm到1554.03 nm的调谐,调谐灵敏度为11.37 pm/℃。
激光器 光纤激光器 光纤光栅 辐射模 线偏振光纤激光器 中国激光
2020, 47(12): 1201007
