淮北师范大学物理与电子信息学院，安徽 淮北 235000
报道了L波段掺铒光纤激光器中调Q锁模类噪声方波脉冲的演化特性。通过改变泵浦功率以及偏振状态，激光器可以在1600 nm处实现类噪声方波脉冲的连续波锁模和调Q锁模运作。类噪声方波脉冲基频锁模重复率为1.64 MHz，最大脉冲宽度为17.51 ns。类噪声方波脉冲调Q锁模的重复率可从8.14 kHz调谐至18.18 kHz，调Q锁模包络宽度与方波脉冲宽度随泵浦功率演化趋势相反，调Q包络的最高平均能量可达1115.5 nJ，包络内方波脉冲的最大平均能量可达24.89 nJ，方波脉冲的峰值功率维持在1 W左右。该实验结果有助于人们深入理解L波段调Q锁模类噪声方波脉冲的动力学特性。
激光器 光纤激光器 非线性偏振旋转 类噪声方波脉冲 调Q锁模 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1314003
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所, 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
介绍了一种基于复合腔结构的Nd∶YVO4-YVO4-Cr 4+∶YAG 被动调Q内腔拉曼自锁模激光器。利用复合腔结构中基频光谐振腔与拉曼光谐振腔相互独立的优势,通过实验验证了受激拉曼散射(SRS)自锁模效应的存在;同时通过合理地控制拉曼光谐振腔的腔长,优化了基频光与拉曼光的模式匹配,大幅提高了拉曼调Q锁模激光的输出功率及转换效率,在17.15 W 808 nm二极管(LD)泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.23 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,光-光转换效率为7.17%,相比于直腔结构提升50%以上。锁模脉冲宽度为125.8 ps,脉冲重复频率为942.9 MHz,调Q包络重复频率约为70 kHz,脉宽为4.25 ns。将拉曼腔前腔镜的曲率半径由100 mm增加至150 mm,对应的拉曼腔长由120 mm增加至180 mm,在相同泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.19 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,转换效率为6.94%,脉冲重复频率降低至675.6 MHz。这些结果说明了该复合腔结构具备在保证输出功率及转换效率的同时,对1176 nm锁模激光的重复频率进行主动调控的能力。
激光器 全固态激光器 拉曼激光器 被动调Q锁模激光器 复合腔结构 受激拉曼散射自锁模 中国激光
2021, 48(19): 1901003
Author Affiliations
Abstract
1 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
We report Q-switched mode-locked (QML) pulses generation in an Yb-doped multimode fiber (MMF) laser by using a graphene-deposited multimode microfiber (GMM) for the first time, to the best of our knowledge. The single-wavelength QML operation with the central wavelength tunable from 1028.81 nm to 1039.20 nm and the dual-wavelength QML operation with the wavelength spacing tunable from 0.93 nm to 5.79 nm are achieved due to the multimode interference filtering effect induced by the few-mode fiber and MMF structure and the GMM in the cavity. Particularly, in the single-wavelength QML operation, the fifth harmonic is also realized owing to the high nonlinear effect of the GMM. The obtained results indicate that the QML pulses can be generated in the MMF laser, and such a flexible tunable laser has promising applications in optical sensing, measuring, and laser processing.
Q-switched mode-locked pulse graphene-deposited multimode microfiber multimode fiber laser Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 121402
天水师范学院 激光技术研究所, 甘肃 天水 741000
利用固态反应烧结方法制做的混合三氧化物陶瓷Tm∶LuScO3作为激光增益介质，在全固态激光器中实现了稳定的调Q锁模运转。利用透过率为3%的输出镜获得最高连续光输出功率为257 mW，中心波长为1 993 nm，对应斜效率14.06%。以三种半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模启动元件,系统分析了Tm∶LuScO3陶瓷激光器的调Q锁模运转特性，获得最窄锁模脉冲宽度在749~891 ps之间，重复频率121.9 MHz，对应的调Q包络脉冲宽度为50 μs，重复频率45.45 kHz，最高输出功率167 mW，中心波长为1 987 nm，对应最大单脉冲能量为1.37 nJ。
调Q锁模 2 μm激光 Tm∶LuScO3陶瓷激光器 半导体可饱和吸收镜 Q-switched mode-locked 2 μm laser Tm∶LuScO3 ceramic laser semiconductor saturable absorber mirror(SESAM)
1 天水师范学院 激光技术研究所, 甘肃 天水 741001
2 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721016
首次采用氧化石墨烯可饱和吸收体作为锁模启动元件在Tm,Ho∶CaYAlO4激光器中实现了稳定的被动调Q锁模运转。在3%输出耦合镜下, Tm,Ho∶CaYAlO4固体激光器获得了最低为293 mW的连续光出光阈值。在腔内引入氧化石墨烯可饱和吸收体后, 当吸收抽运功率增大到1 859 mW时, Tm,Ho∶CaYAlO4激光器进入稳定的调Q锁模运转状态。当抽运功率达到3 W时, 获得中心波长为2 089 nm、斜效率为10.1%、对应最大输出功率为213 mW的被动调Q锁模脉冲, 重复频率为100 MHz, 调Q包络中锁模脉冲的调制深度接近100%。
Tm,Ho∶CaYAlO4激光器 被动调Q锁模 氧化石墨烯 可饱和吸收体 Tm,Ho∶CaYAlO4 laser passively Q-switched mode-locked graphene oxide saturable absorber
1 天水师范学院激光技术研究所, 甘肃 天水 741001
2 宝鸡文理学院物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721016
3 陕西科技大学文理学院, 陕西 西安 710021
采用反射式MoS2可饱和吸收体在Tm∶Lu3Al5O12激光器中实现了被动调Q锁模(QML)运转。以可调谐掺钛蓝宝石激光器为抽运源,结合低阈值腔设计,选用透射率为3%的输出镜获得525 mW的出光阈值。当吸收抽运功率达到1743 mW时,激光器处于稳定的被动调Q锁模运行状态。当最大抽运功率达到3.1 W时,激光器被动调Q锁模输出功率为306 mW,斜效率为14.3%,中心波长为2023 nm,对应的锁模脉冲序列的重复频率为106.4 MHz,最大的单脉冲能量为2.88 nJ,调制深度接近100%。结果表明,反射式MoS2可饱和吸收体在2 μm波段激光锁模中具有良好的应用前景。
激光器 Tm∶LuAG; MoS2可饱和吸收体 调Q锁模 调制深度
1 天水师范学院激光技术研究所, 甘肃 天水 741001
2 陕西师范大学物理学与信息技术学院， 陕西 西安 710062
利用垂直生长法制备的氧化石墨烯(GO)作为可饱和吸收体，结合特殊设计的低阈值谐振腔，在Tm,Ho∶LiLuF4全固态激光器中实现了低阈值被动调Q锁模运转。出光阈值功率低至73 mW，稳定锁模阈值功率为663 mW，对应GO可饱和吸收体上功率密度为76.4 μJ·cm-2。典型的调Q脉冲包络重复频率为104.2 kHz，脉宽约为30 μs，包络下锁模脉冲序列的重复频率为178.6 MHz，调制深度接近100%。
激光器 低阈值 Ho∶LiLuF4激光器 氧化石墨烯 调Q锁模 可饱和吸收体
1 北京交通大学理学院激光研究所， 北京 100044
2 教育部发光和光信息重点实验室, 北京 100044
提出了一种紧凑高效的吉赫兹(GHz)1.34 μm Nd∶GdVO4/V∶YAG调Q锁模激光器。采用激光二极管进行端面抽运，将紧凑线性腔结构与透过率为10%的输出耦合镜相结合。优化了激光晶体的相关实验条件，理论分析了激光晶体的相关特性。实验中使用了Nd∶GdVO4晶体，Nd3+离子掺杂质量分数为0.2%，V∶YAG晶体的初始透过率为83%。利用该晶体实现了重复频率高达2 GHz的锁模脉冲，所得锁模调制深度接近100%，调Q锁模激光器的最大输出功率可达715 mW。基于波动机制理论，模拟了单个调Q包络下的锁模脉冲图形,所得理论结果与实验结果相符。
激光器 调Q锁模激光器 高重复频率 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 061407
报道了两种Nd:GdVO4主动调Q 被动锁模激光器，利用自锁模(KLM)和半导体可饱和吸收耦合输出镜(SOC)锁模两种不同的被动锁模方式，分别与电光(EO)主动调Q 元件相结合，获得了稳定的调Q 锁模脉冲。主动调Q 自锁模脉冲调Q 包络重复频率为3 kHz，包络脉宽约1.2 μs，包络下锁模脉冲重复频率为159 MHz，锁模脉宽约963 ps。主动调Q SOC 锁模脉冲调Q 包络重复频率为10 kHz，包络脉宽约300 ns，包络下锁模脉冲重复频率为159 MHz，锁模脉宽约491 ps。分别提出了自锁模等效快饱和吸收体损耗和SOC 的非线性损耗表达式，并给出了主动调Q 自锁模激光器和主动调Q SOC 锁模激光器的速率方程组。对比了两种主动调Q 被动锁模激光器的输出特性，结合速率方程，提出了主动调Q SOC 锁模受到两种锁模方式的叠加作用。
激光器 调Q 锁模激光 电光调Q 自锁模 半导体可饱和吸收耦合输出镜 激光与光电子学进展
2015, 52(12): 121403
