Author Affiliations
Abstract
1 SwissFEL, Paul Scherrer Institute, Villigen PSI, Switzerland
2 Photonics Institute, Technische Universität Wien, Vienna, Austria
3 Institute of Applied Physics, University of Bern, Bern, Switzerland
4 Institute for Quantum Electronics, Physics Department, ETH Zurich, Zurich, Switzerland
We demonstrate the generation, spectral broadening and post-compression of second harmonic pulses using a thin beta barium borate (BBO) crystal on a fused-silica substrate as the nonlinear interaction medium. By combining second harmonic generation in the BBO crystal with self-phase modulation in the fused-silica substrate, we efficiently generate millijoule-level broadband violet pulses from a single optical component. The second harmonic spectrum covers a range from long wave ultraviolet (down to 310 nm) to visible (up to 550 nm) with a bandwidth of 65 nm. Subsequently, we compress the second harmonic beam to a duration of 4.8 fs with a pulse energy of 0.64 mJ (5 fs with a pulse energy of 1.05 mJ) using chirped mirrors. The all-solid free-space apparatus is compact, robust and pulse energy scalable, making it highly advantageous for generating intense second harmonic pulses from near-infrared femtosecond lasers in the sub-5 fs regime.
post-compression second harmonic generation self-phase modulation supercontinuum generation High Power Laser Science and Engineering
2024, 12(2): 02000e16
63891部队光电对抗测试评估技术重点实验室,河南 洛阳 471000
超连续谱激光辐照可见光成像系统的干扰效应研究具有广泛的应用前景。针对超连续谱激光干扰效应,开展了不同辐亮度背景下超连续谱激光对可见光成像系统的干扰实验研究。采用白光光纤激光器产生超连续谱干扰源,搭建了超连续谱激光对可见光成像系统的干扰实验系统,得到不同辐亮度下探测器的干扰阈值数据,建立了探测器饱和像元数与干扰激光功率密度之间的数学关系模型,并对干扰阈值数据进行分析。结果表明,探测器饱和像元数与干扰激光功率密度近似呈线性对数关系,在低辐亮度背景下可见光成像系统更易受到干扰。实验结果对超连续谱激光干扰装备的设计、论证及作战使用具有一定的参考意义。
超连续谱激光 成像系统 干扰 不同辐亮度背景 饱和像元个数 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0811009
1 河北工业大学电子信息工程学院,天津 300401
2 河北工业大学机械工程学院,天津 300401
3 郑州大学电气与信息工程学院,河南 郑州 450001
减速型有限能量Airy脉冲振荡拖尾形状和频谱受多个参数的影响,分别分析减速型有限能量Airy脉冲峰值功率、脉冲宽度、初始啁啾、截断系数和分布因子变化对异常波产生以及超连续谱的相干性和稳定性的影响。研究结果表明,减速型有限能量Airy脉冲参数变化能够对超连续谱中异常波起到调控作用并影响超连续谱的相干性和稳定性。此外,利用多目标粒子群算法对5个脉冲参数同时进行优化,将500次模拟输出孤子峰值功率平均值两倍作为判断异常波产生的标准,将产生异常波的个数及500次模拟输出孤子峰值功率分布作为优化目标,得到减速型有限能量Airy脉冲促进或抑制异常波产生的最佳脉冲参数,实现超连续谱中异常波的可控产生。
超连续谱产生 Airy脉冲 异常波 多目标粒子群算法 目标优化 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0319001
电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 610097
2~5 μm中红外波段激光在科学研究、生物医疗、通信等众多领域中都有重要的应用价值,一直以来都是激光领域的研究热点。主要对目前国内外高功率2~5 μm全固态中红外光纤激光源的发展现状进行了梳理,包括稀土离子掺杂的中红外光纤激光器、波长灵活可设计的拉曼光纤激光器和宽带超连续谱激光器,并对2~5 μm全固态中红外光纤激光源的发展进行了展望。
激光器 中红外激光 稀土离子 拉曼激光器 超连续谱 氟化物光纤
Li Jiang 1,2,3Jinming Wu 1,2,3Rui Song 1,2,3,*Zilun Chen 1,2,3[ ... ]Jing Hou 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, National University of Defense Technology, Changsha, China
The random distributed-feedback fiber laser (RFL) is a new approach to obtain a high-power stable supercontinuum (SC) source. To consider both structure simplification and high-power SC output, an innovative structure achieving a kilowatt-level SC output in a single-stage RFL with a half-open cavity is demonstrated in this paper. It consists of a fiber oscillator, a piece of long passive fiber and a broadband coupler, among which the broadband coupler acting as a feedback device is crucial in SC generation. When the system has no feedback, the backward output power is up to 298 W under the pump power of 1185 W. When the feedback is introduced before the pump laser, the backward power loss can be reduced and the pump can be fully utilized, which could promote forward output power and conversion efficiency significantly. Under the maximum pump power of 1847 W, a 1300 W SC with spectrum ranging from 887 to 1920 nm and SC conversion efficiency of 66% is obtained. To the best of our knowledge, it is the simplest structure used for high-power SC generation, and both the generated SC output power and the conversion efficiency are highest in the scheme of the half-opened RFL output SC.
high conversion efficiency high-power supercontinuum random fiber laser single-stage structure High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(6): 06000e80
强激光与粒子束
2023, 35(9): 099001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
线偏振超连续谱光源是具有线偏振特性的宽光谱激光光源,是连接偏振光学与非线性光学的一个很好的纽带,在高光谱成像照明、光学相干层析等领域有重要应用。近几年关于线偏振超连续谱的研究报道逐渐增多,研究人员已经针对线偏振超连续谱的偏振度提高、相干性增强、光谱平坦度提高、功率提升以及光谱拓展等重点问题开展研究工作,并取得重要进展。本文介绍线偏振超连续谱的研究进展,总结分析线偏振超连续谱产生中的关键技术,并介绍与分析两种针对线偏振超连续谱的偏振消光比测量方法。
偏振消光比 线偏振 超连续谱 保偏光纤 光纤激光器 光学学报
2023, 43(17): 1719003
江丽 1,2,3宋锐 1,2,3,*侯静 1,2,3,**陈胜平 1,2,3[ ... ]韩凯 1,2
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
高功率可见光至近红外波段的超连续谱光源在光电对抗、光学相干层析成像和高光谱激光雷达等方面具有广泛的应用前景。最近几年,涌现了一些用于产生高功率超连续谱光源的新方法,推动了高功率超连续谱光源的进一步发展。本文从主振荡功率放大结构、随机光纤激光器结构以及多路非相干合成这三种用于高功率超连续谱产生的主流方案出发,着重介绍了近年来有代表性的高功率可见光至近红外波段超连续谱光源的研究进展,并综合分析了这三种方案的优缺点以及未来的发展潜力。
非线性光学 高功率光纤超连续谱 渐变折射率多模光纤 光子晶体光纤 随机光纤激光器 多路非相干合成 光学学报
2023, 43(17): 1719001
1 宁波大学信息科学与工程学院,浙江 宁波 315211
2 宁波大学科学技术学院,浙江 宁波 315211
硫系玻璃具有优良的中远红外透过性能和极高的非线性系数,是目前实现中红外超连续谱的优秀候选材料。近年来,国内外研究人员通过对光纤基质材料的调整、结构参数的优化、泵浦方式的改进等手段不断优化基于硫系玻璃光纤的超连续谱输出特性。本文回顾了硫系光纤生成超连续谱的研究历程,从谱宽、功率和相干性等方面综述了阶跃型光纤、微结构光纤、拉锥光纤三种类型硫系光纤在国内外取得的最新进展,并对研究中存在的问题及发展趋势进行了分析与展望。
材料 硫系玻璃 中红外 相干 超连续谱 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1700003