1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光纤光学及光通信实验室, 天津 300072
2 天津光电集团有限公司, 天津 300384
报道了一种基于非线性光纤环形镜的工作在耗散孤子共振(DSR)区域的被动锁模掺铒光纤激光器,分别在反常和正常色散区获得了方波脉冲输出。在腔内净色散值约为-0.32ps 2的反常色散区,当泵浦功率为481.2mW时,获得了最大时域宽度为33ns、单脉冲能量约为12.4nJ的方波脉冲。通过在腔内插入一段7m长的色散补偿光纤,使激光器工作在腔内净色散值约为2.85ps 2的正常色散区,在同样的泵浦条件下,获得了最大时域宽度为34.3ns、单脉冲能量约为9.42nJ的方波脉冲。这表明在满足腔内参数平衡的条件下,DSR方波脉冲可同时在反常和正常色散区产生。另外,还研究了泵浦功率对方波脉冲的时域宽度和单脉冲能量的影响,结果表明,随着泵浦功率的增加,方波脉冲的时域宽度和单脉冲能量均呈线性变化。
激光器 光纤激光器 耗散孤子共振 方波脉冲 非线性光纤环形镜 色散管理 中国激光
2020, 47(12): 1201006
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光纤光学及光通信实验室, 天津 300072
2 天津光电集团有限公司, 天津 300384
报道了一种基于非线性光纤环形镜(NOLM)、工作在耗散孤子共振(DSR)区的长腔被动锁模掺镱光纤激光器,该激光器谐振腔的总长度约为1502 m,可以输出重复频率为133.18 kHz的高能量方波脉冲,且输出脉冲的宽度和单脉冲能量均随泵浦功率的增大而呈线性增大。当泵浦功率增大到414.47 mW时,输出的方波脉冲具有最大宽度(761.6 ns),同时单脉冲能量达到了最大值(60.2 nJ)。通过改变NOLM中单模光纤的长度,进一步研究了谐振腔长度对输出方波脉冲特性的影响,结果表明:谐振腔越长,所得DSR方波脉冲越宽,脉冲峰值功率越低。
激光器 耗散孤子共振 方波 被动锁模 光纤激光器 非线性光纤环形镜
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
在现有的激光雷达技术中，频率调制连续波体制的激光雷达相比于传统的飞行时间激光雷达具有分辨力高、测量准确度高、设备轻巧、功耗低等优势；得益于使用连续光信号进行测量，调频连续波激光雷达还具有高灵敏度、信息量丰富、处理解调容易等特有的性能。对高分辨力、高准确度的探测需求而言具有很强的竞争力，并具有非常好的集成化、小型化、低能耗的潜力。本文介绍了调频连续波激光雷达的基本工作原理和重要参数，根据实现频率调制连续波的激光光源方案，分类介绍了近十几年来调频连续波雷达的研究进展，并探讨了各种方案的特点。
激光雷达 频率调制 分辨力 相干检测 LiDAR frequency modulation resolution coherent detection
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
2 山东大学苏州研究院, 江苏 苏州 215123
对单模光纤中的孤子自频移效应进行了数值仿真和实验研究, 分析和验证了光纤和孤子脉冲的各种参数对孤子自频移的影响。利用分步傅里叶方法进行数值仿真, 发现孤子频移量随孤子脉冲峰值功率与光纤非线性系数的增加而增加, 随孤子脉冲宽度以及光纤色散的增加而减小。对2 km单模光纤中的孤子自频移效应进行实验研究, 通过调节孤子峰值功率实现了5.44~26.64 nm的连续可调谐移频, 所得结果与数值仿真结果一致。研究表明, 通过灵活调节孤子脉冲和光纤的各个参数, 可以有效地调节孤子频移量, 这为孤子自频移的多种实际应用提供了指导。
非线性光学 光孤子 孤子自频移 非线性光纤光学 分步傅里叶方法 激光与光电子学进展
2018, 55(10): 101902
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
利用平面波展开法对二维正方晶格光子晶体波导进行了理论研究和分析。通过减小一排介质柱半径至原来的一半以及直接去除一排介质柱分别获得了0.066c和0.083c的最大群速度, 对应的带宽分别为0.060(ωa/2πc)和0.062(ωa/2πc), 得出了通过减小介质柱的半径比去除一排介质柱可获得更优慢光效果的结论。进一步分析了缺陷柱半径的变化对导模色散曲线及群折射率曲线的影响, 发现当缺陷柱半径在低于介质柱半径的范围内变化时, 导模曲线随着缺陷柱半径的增加而向低频方向移动, 且渐趋平坦, 亦即群速度变小。研究结果对优化正方晶格光子晶体慢光波导提供了理论依据。
慢光 光子晶体波导 平面波展开法 slow light photonic crystal waveguide plane wave expansion method
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Opto-electronic Information and Technical Science, College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Department of Applied Physics, Tianjin University, Tianjin 300072, China
We experimentally and numerically demonstrate the generation of square pulses without any wave-breaking in a fiber ring laser. A segment of nonzero dispersion-shifted fiber is used to increase the laser cavity length and to optimize the parameters of the laser cavity. In the experiment, the pulse width can be tuned in a wide range from 13.5 to 119.5 ns without wave-breaking while the peak power remains almost constant. The maximum single-pulse energy is up to 65.58 nJ at a pump power of 508 mW. Numerical results are in good agreement with the experimental results. Numerical results also reveal the role of cavity length and nonlinearity in generating a square pulse without pulse breakup.
060.3510 Lasers, fiber 140.3560 Lasers, ring 140.3600 Lasers, tunable 140.4050 Mode-locked lasers Chinese Optics Letters
2015, 13(10): 101401
天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
提出了一种利用射频控制信号对多波长光纤激光器输出的多波长信号进行整体精密调谐的方法。通过在多波长光纤激光器腔外放置射频信号控制的单边带（SSB）调制器，实现了65个波长整体精密调谐。通过改变射频驱动信号频率，可以实现多波长整体在150 MHz～12 GHz范围内的任意调谐，最低对应1.2 pm的调谐量。且调谐步长由射频控制信号决定，可精确到1 Hz。多波长整体调谐前后，多波长间隔始终保持50 GHz不变，各波长的边模抑制比(SMSR)均可达到20 dB。
光纤光学 高精度调谐 多波长光纤激光器 单边带调制器 射频
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
ASC(绝热孤子压缩)是获取超短脉冲的重要手段之一。提出一种基于拉曼增益辅助色散渐减光纤环镜的ASC方案。利用长度为3.0 km的线性DDF(色散渐减光纤)构成NOLM(非线性光纤环镜), 并辅以7 dB/km的分布拉曼增益, 成功将10 ps的光脉冲绝热压缩至195.3 fs, 压缩因子为51.2, 基座能量为11.61%。研究结果表明, 采用这种压缩方案既可以获得较高的压缩因子, 还能有效抑制压缩脉冲的基座。
绝热孤子压缩 色散渐减光纤 非线性光纤环镜 分布拉曼放大 ASC dispersion decreasing fiber NOLM distributed Raman amplification
天津大学精密仪器与光电子工程学院， 光电信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300072
报道了一种新颖的全光纤超长环形腔掺铒光纤激光器。该激光器采用非线性偏振旋转(NPR)技术实现自启动锁模，除了NPR元件外，其余全部由单模光纤(SMF)元件组成。通过加入4 km的SMF构成长达4.046 km的环形腔，产生了重复频率为50.92 kHz的稳定锁模脉冲，最大平均输出功率为2.73 mW，对应的单脉冲能量为53.61 nJ。
激光器 被动锁模 非线性偏振旋转 超低重复频率
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院
2 教育部光电信息技术科学重点实验室，天津 300072
根据半导体光放大器中四波混频效应产生的等效折射率光栅理论，利用调制折射率和载流子寿命的物理现象模型推导并分析了信号光延时量与半导体光放大器注入电流、泵浦光入射功率、泵浦光与信号光的频率失谐量之间的定量关系，并采用半导体光放大器分段模型的方法进行了数值模拟.相比于目前从降速因子的角度定性分析频率失谐量对延时效果影响的方法而言，本文可以将延时量同实际实验中可控参量直接联系起来，对于指导实验更具有可操作性，并且分段模型的方法具有更高的精确性，通过与现有实验结果对比证明该计算结果与实验结论一致.
慢光 四波混频 等效光栅 调制折射率 半导体光放大器 Slow light Four wave mixing Equivalent grating Refractive modulation-index Semiconductor optical amplifier
