Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai University, Shanghai Institute for Advanced Communication and Data Science, Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Joint International Research Laboratory of Specialty Fiber Optics and Advanced Communications, Shanghai, China
2 Aston University, Aston Institute of Photonic Technologies, Birmingham, United Kingdom
3 Huazhong University of Science and Technology, School of Optical and Electronic Information and NGIA, Wuhan, China
Breathing solitons, i.e., dynamic dissipative solitons with oscillating pulse shape and energy caused by different mechanisms of spatiotemporal instabilities, have received considerable interest from the aspects of nonlinear science and potential applications. However, by far, the study of breathing solitons is still limited within the time scale of hundreds of cavity round trips, which ignores the slow dynamics. To fill this lacuna, we theoretically investigate a new type of vector dissipative soliton breathing regime and experimentally demonstrate this concept using mode-locked fiber lasers, which arise from the desynchronization of orthogonal states of polarization (SOPs) in the form of complex oscillations of the phase difference between the states. The dynamic evolution of polarization states of the vector breathings solitons takes the form of a trajectory connecting two quasi-equilibrium orthogonal SOPs on the surface of the Poincaré sphere. The dwelling time near each state is on the scale of a tenth of a thousand cavity round trip times that equals the breathing period, which is up to 2 orders of magnitude longer than that for common breathers. The obtained results can reveal concepts in nonlinear science and may unlock approaches to the flexible manipulation of laser waveforms toward various applications in spectroscopy and metrology.
dissipative solitons polarization dynamics vector soliton breather Q-switched mode locking nonlinear polarization rotation coupled oscillators 
Advanced Photonics Nexus
2023, 2(6): 066007
作者单位
摘要
天水师范学院激光技术研究所,甘肃 天水 741001
利用特殊的散热设计,在Tm∶ZBLAN玻璃激光器中实现连续和被动调Q锁模运转。分别采用透过率为1.5%、3%、5%的输出镜在激光连续运转时获得254 mW、296 mW、230 mW的最高输出功率。为了实现锁模运转,选用透过率为1.5%的输出镜,将透射式GaAs-SESAM作为锁模元件,出光阈值仅为131 mW,当吸收泵浦功率大于1.09 W时,实现了稳定的调Q锁模运转,最大输出功率为98 mW,调Q包络脉冲宽度为6 μs,重复频率为19.23 kHz,调Q包络下脉冲的重复频率为102 MHz,脉冲宽度约为800 ps,最大单脉冲能量为0.96 nJ。
激光器 薄片激光器 Tm∶ZBLAN SESAM 调Q锁模 
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0114011
陈晨 1,2,3许强 1,3,*孙锐 1,2张亚妮 1,4[ ... ]令维军 2
作者单位
摘要
1 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院,陕西 宝鸡 721016
2 天水师范学院 激光技术研究所,甘肃 天水 741001
3 宝鸡市超快激光和新材料工程技术研究中心,陕西 宝鸡 721016
4 陕西科技大学 文理学院,陕西 西安 710021
采用垂直生长法制备的氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)作为可饱和吸收体,利用典型“X”型折叠腔在全固态Tm:Lu3Al5O12(Tm:LuAG)陶瓷激光器中实现了调Q锁模运转。以790 nm激光二极管(Laser diode, LD)作为泵浦源,当泵浦功率大于8 W时,激光器进入稳定的调Q锁模状态。当输出镜透过率为5%时,连续光最高输出功率为714 mW,斜效率为4.94%。当泵浦达到16 W时,激光器最大输出功率为200 mW , 光谱中心波长为2024 nm,脉冲宽度约为695 ps,对应的锁模脉冲重复频率为108.7 MHz,调Q包络中锁模脉冲的调制深度接近100%。该2 μm超短脉冲激光器在生物医学和激光通讯等领域具有非常重要的应用。
Tm:LuAG陶瓷激光器 氧化石墨烯可饱和吸收体 调Q锁模 调制深度 Tm:LuAG ceramic laser graphene oxide saturable absorber Q-switched mode-locking modulation depth 
红外与激光工程
2021, 50(4): 20190563
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
佛山科学技术学院 物理与光电工程学院, 广东 佛山 528000
对基于非线性偏振旋转技术的L波段掺铒被动锁模光纤激光器中产生调Q锁模类噪声方波脉冲进行了实验研究。该类型脉冲中调Q包络内部包含的脉冲是基频方波, 通过自相关迹证实该方波为类噪声脉冲。为了容易实现类噪声方波脉冲输出, 将一段250 m普通单模光纤引进激光腔内。适当调节腔内的偏振控制器和泵浦功率, 获得了基频为778.21 kHz的连续波锁模类噪声方波脉冲和由3.81 kHz可调谐到9.01 kHz的重复频率, 单个调Q包络最高能量为1.06 μJ的调Q锁模类噪声方波脉冲。研究结果有利于进一步理解被动锁模光纤激光器中类噪声脉冲和调Q锁模的机理和特性。
类噪声方波脉冲 调Q锁模 光纤激光器 noise-like rectangle pulses Q-switched mode-locking fiber laser 
红外与激光工程
2018, 47(8): 0803009
作者单位
摘要
陕西师范大学 物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710119
利用WS2的可饱和吸收特性, 在激光二极管侧面抽运Nd∶YAG固体激光器Z型腔结构中分别实现了被动调Q和被动调Q锁模运转。实验表明: 当泵浦电流为9.5 A时, 开始启动调Q运转, 当泵浦电流大于9.8 A时, 调Q激光脉冲趋于稳定。当泵浦电流为12.8 A时, 被动调Q输出的最大平均功率为466 mW, 最窄脉冲宽度为3.205 μs, 对应的重复频率为71.70 kHz, 此时最大单脉冲能量为6.5 μJ。当泵浦电流达到13.4 A时, 激光器实现调Q锁模运转。调Q锁模的最高输出功率为590 mW, 调Q包络频率为71.98 kHz, 单个调Q包络内的脉冲串重复频率123.1 MHz, 每个调Q包络中包含369个脉冲, 单脉冲能量为22.2 nJ。结果表明WS2材料可以作为可饱和吸收体用于固体激光器中。
WS2可饱和吸收体 Nd∶YAG激光器 被动调Q锁模 WS2 saturable absorber Nd∶YAG lasers passive Q-switched mode locking 
应用光学
2018, 39(2): 279
作者单位
摘要
1 济南大学 物理科学与技术学院, 山东 济南 250022
2 山东大学(威海) 网络与信息管理中心, 山东 威海 264209
为了实现内腔型光参量振荡器(OPO)的调Q锁模脉冲输出, 通过设计并匹配OPO谐振腔和基频激光腔的腔长, 满足了同步泵浦条件, 最终在实验上得到了信号光的调Q锁模输出; 在实验中, 采用氙灯泵浦Nd: YAG作为基频激光, 以KTP晶体为非线性转换介质, 采用电光开关作为调Q手段, 测量了OPO的近红外信号光的输出波形、输出能量、光谱构成等输出特性。在泵浦能量12.8 J、调制频率20 kHz时, 得到了锁模深度为100%的信号光输出, 并发现信号光锁模脉冲重复率依赖于基频激光; 得到了调Q锁模信号光输出能量随泵浦能量、电光调制频率的变化关系。
调Q锁模 内腔光参量振荡 同步泵浦 Q-switched mode-locking intra-cavity optical parametric oscillator synchronously pumping 
红外与激光工程
2016, 45(11): 1105008
作者单位
摘要
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 湖南大学物理与微电子科学学院, 湖南 长沙 410082
报道了基于石墨烯可饱和吸收镜的被动调Q锁模光纤激光器。激光器以大模场双包层掺镱光子晶体光纤为增益介质,采用线形腔结构。在抽运功率12 W时,得到了最高115 mW的调Q锁模脉冲输出。输出峰值波长1039 nm,光谱的半峰全宽为6 nm。对实验结果及现象进行了详细的讨论和分析。
激光器 光子晶体光纤 多层石墨烯 被动调Q锁模 
中国激光
2014, 41(4): 0402001
作者单位
摘要
北京交通大学 理学院 激光研究所, 北京 100044
利用Nd:YVO4激光晶体的自受激拉曼效应, 结合Cr:YAG被动锁模技术和倍频技术, 实现了结构紧凑的1176 nm和588 nm黄光锁模激光输出。激光器为LD端面泵浦, 三镜折叠腔结构, 并且采用了透过率为10%的输出镜。Nd:YVO4晶体长度为10 mm, Nd3+离子掺杂质量分数为0.2%, Cr:YAG晶体的初始透过率为67%。10 W激光泵浦时, 1176 nm激光平均输出功率为123 mW, 调Q包络宽度为6 ns, 调Q包络内的锁模脉冲重复频率高达1 GHz。588.2 nm 黄光的平均输出功率为8 mW。
自受激拉曼激光器 调Q锁模 self-Raman laser Q-switched mode-locking Nd:YVO4 Nd:YVO4 Cr:YAG Cr:YAG 
强激光与粒子束
2013, 25(5): 1097
作者单位
摘要
1 山东师范大学物理与电子科学学院, 山东 济南 250014
2 山东大学信息科学与工程学院, 山东 济南 250100
采用结构简单、紧凑的直线腔设计,用单壁碳纳米管(SWCNT)为饱和吸收体,实现了激光二极管(LD)抽运Tm:YAP晶体的2 μm波段被动调Q和调Q锁模(QML)脉冲激光运转。当腔长为30 mm时,实现了稳定的2 μm被动调Q激光输出,抽运功率为8.64 W时,最大平均输出功率为507 mW,最高重复频率26.91 kHz,最窄脉宽262 ns,相应的单脉冲能量18.8 μJ。腔长增加到80 mm时,得到调Q锁模激光运转,最大平均输出功率和调Q包络脉冲的最高重复频率分别为387 mW和34.61 kHz,调Q包络下锁模脉冲的重复频率为1.87 GHz。
激光器 2 μm被动调 调Q锁模 碳纳米管吸收体 Tm:YAP晶体 激光二极管抽运 
中国激光
2011, 38(11): 1102009

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