Author Affiliations
Abstract
1 Henan Key Laboratory of Magnetoelectronic Information Functional Materials, School of Physics and Electronic Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China
2 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
A passively switchable erbium-doped fiber laser based on alcohol as the saturable absorber (SA) has been demonstrated. The SA is prepared by filling the gap between two optical patch cords with alcohol to form a sandwich structure. The modulation depth of the alcohol–SA is measured to be 6.4%. By appropriately adjusting the pump power and the polarization state in the cavity, three kinds of mode-locked pulse patterns can be achieved and switched, including bright pulse, bright/dark soliton pair, and dark pulse. These different soliton emissions all operate at the fundamental frequency state, with a repetition rate of 20.05 MHz and a central wavelength of ∼1563 nm. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a switchable soliton fiber laser using alcohol as the SA. The experimental results further indicate that organic liquid-like alcohol has great potential for constructing ultrafast lasers.
optical solitons fiber lasers alcohol pulsed lasers Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031403
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室，上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海 201800
3 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
2 μm波段激光用途广泛，既可以应用于激光雷达、激光测距和医疗手术等领域，又可以作为中长波红外波段激光器的泵浦源。采用激光二极管直接泵浦掺铥晶体获得2 μm波段激光，是一种直接高效的技术手段，受到了广泛关注。本文介绍了Tm∶YAG、Tm∶YAP和Tm∶YLF脉冲激光器的研究进展，并进行了总结与展望。
激光器 固体激光器 脉冲激光器 激光二极管泵浦激光器 激光材料 2 μm波段 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0700003
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
报道了基于混合增益光纤实现的1064 nm高能量单频掺Yb3＋百纳秒脉冲全光纤激光器。当主放大级的泵浦功率为13 W时，获得了最大0.59 mJ的脉冲能量，重复频率为5 kHz，脉冲宽度为104 ns。主放大级采用芯径分别为35 μm和50 μm的掺Yb3＋光纤级联作为增益介质，以此来提高受激布里渊散射阈值和激光信噪比。为了保证转换效率，对有源光纤长度和盘绕方式进行了优化，实现了较好的光束质量，最大脉冲能量时光束质量为1.50，光谱线宽为40 MHz。
激光器 光纤激光器 脉冲激光器 激光放大器 受激布里渊散射 中国激光
2022, 49(13): 1301005
浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
报道了利用脉冲激光差频技术获得波段在3.8 μm纳秒中波红外激光输出的实验研究。分别研制了基于增益调制半导体激光器和“8字腔”锁模掺Yb光纤激光器的1094 nm纳秒脉冲激光种子，经光纤激光放大后获得平均功率为40 W的高光束质量线偏振泵浦光。研制了脉冲同步的1535 nm的信号光种子及输出平均功率为3 W的掺Er光纤激光放大器。将放大后的1535 nm线偏振信号光与1094 nm泵浦光共线入射到作为非线性晶体的周期性畴极化反转掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体中，利用激光差频技术实现了平均功率为5 W的3.8 μm纳秒脉冲激光输出。
1 苏州大学轨道交通学院, 江苏 苏州 215131
2 苏州大学机电工程学院激光加工中心, 江苏 苏州 215131
基于固体的光声效应理论, 建立了石墨烯薄膜光声效应的理论模型, 推导了石墨烯薄膜光声信号的声压表达式。对不同基底的石墨烯薄膜进行了超快脉冲激光下的光声理论计算和实验测试, 对比发现, 计算值与实验值在频域内的变化趋势基本吻合, 有效验证了理论模型的正确性。进而, 利用灵敏度分析法对影响石墨烯薄膜光声效率的相关因素进行研究, 结果表明, 石墨烯薄膜的厚度变化(5~15 nm)对光声效率影响微弱, 灵敏度系数低于0.01；基底材料的蓄热系数对光声效率有显著影响, 灵敏度系数约为1.88, 蓄热系数较低的基底材料表现出的声学性能更好；环境气体的密度、热导率和比热的灵敏度系数分别为1.09、0.97和0.9, 石墨烯薄膜产生的声压级大约与环境气体比热的倒数成正比。研究结果对于石墨烯薄膜在光声扬声器等相关领域的应用具有指导意义。
光声效应 光声效率 超快脉冲激光 石墨烯薄膜 声压 photoacoustic effect photoacoustic efficiency ultrafast pulsed lasers graphenefilms soundpressure
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室, 上海 201800
2 中国电子科技集团公司光电研究院光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
随着激光技术的迅速发展,激光**装备日益增多,人眼、光电探测设备和光学系统等越来越多地暴露在强激光环境中,极易受到激光的攻击,激光防护技术变得越来越重要。介绍了激光防护技术的基本概念,总结了几种激光防护方案的优缺点,阐述了基于非线性光学原理的激光防护技术(光限幅技术)的机理。结合国内外研究进展,重点介绍了石墨烯、过渡金属硫化物和黑磷等典型二维半导体非线性光学材料在激光防护方面的应用及其研究进展。
中国激光
2021, 48(13): 1300001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optoelectronic Science and Engineering & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China
2 Key Laboratory of Advanced Optical Manufacturing Technologies of Jiangsu Province and Key Laboratory of Modern Optical Technologies of Ministry of Education, Suzhou 215006, China
3 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
4 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The output performances of a bidirectional ring amplifier with twin pulses are demonstrated. Compared to the extraction efficiency of 32% for single-pulse injection, the extraction efficiency of stored energy for twin-pulse injection with bidirectional propagation is increased to 60%. The maximum output energies of the twin pulses are 347 mJ and 351 mJ, and the output energy of a single pulse is only 373 mJ under the same amplifier operating conditions. The experimental results show that the bidirectional ring amplifier with twin pulses can achieve a higher extraction efficiency of stored energy at a lower operating fluence, and has potential applications in high-power and high-energy laser facilities.
lasers pulsed lasers laser amplifier ring High Power Laser Science and Engineering
2019, 7(2): 02000e30
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心, 北京 100083
基于分离的非对称大光腔结构,对激射波长为905 nm的外延叠层三有源区大功率脉冲半导体激光器的外延结构进行优化设计。通过优化近场光场模式、自由载流子吸收损耗、相邻发光区之间距离以及掺杂浓度分布等关键参数,提高了器件的脉冲峰值功率,降低了内损耗和远场垂直发散角。研制的1 mm腔长、100 μm条宽的三有源区大功率半导体激光器,经由150 ns脉宽和6.67 kHz重复频率的脉冲测试,在34.5 A脉冲电流强度驱动下实现了122 W的脉冲峰值功率输出。器件的斜率效率为3.54 W/A,单个发光区实现了折合91.75%的内量子效率和2.05 cm
-1的内损耗,水平方向和垂直方向上的半峰全宽远场发散角分别为7.8° 和 27.6°。
激光器 半导体激光器 脉冲激光器 外延叠层结构 结构设计 光学学报
2018, 38(10): 1014001
西南科技大学 理学院 极端条件物质特性联合实验室, 四川 绵阳 621000
发展了一种改进的新型超掺杂工艺, 通过真空磁控溅射多层镀膜后结合532 nm波长可见纳秒脉冲激光熔融处理, 进行超掺杂钛的硅薄膜材料的制备, 并对材料的超掺杂层的性质和红外吸收性能进行了探究.结果表明, 硅膜层中掺杂的钛原子的百分比浓度超过1%左右, 对应钛原子浓度约为5×1020 cm-3左右, 超过钛在硅中形成超掺杂所对应的原子浓度.钛超掺杂层的厚度超过200 nm左右, 相对传统工艺具有明显提升, 并且钛原子的浓度变化范围不超过20%, 分布比较均匀.小角度X射线衍射测试表明经过可见脉冲激光熔融处理后的硅薄膜层材料结晶度为25%左右, 呈多晶结构.同时红外吸收谱测试表明, 样品的钛掺杂硅膜层在大于1 100 nm波长的区域具有很高的红外吸收效果, 最高的红外吸收系数达到1.2×104 cm-1, 远超过单晶硅材料.具有比较明显的亚能带吸收的特征, 呈现出Ec-0.26 eV的掺杂能级.霍尔效应测试表明硅膜层具有较高的载流子浓度, 超过了8×1018 cm-3.
激光物理 脉冲激光 磁控溅射 硅 超掺杂 深能级杂质 Laser physics Pulsed lasers Vacuum magnetron Silicon Hyper doping Deep level impurity
商继芳 1,2,3,*孙军 1,2,3李清连 1,2,3吴婧 1,2,3[ ... ]许京军 2,3
1 南开大学 物理科学学院, 天津 300071
2 南开大学 教育部弱光非线性光子学重点实验室, 天津 300457
3 山西大学 极端光学协同创新中心, 太原 030006
4 中国电子科技集团公司第二十七研究所, 郑州 450000
研制了一种基于铌酸锂(LN)电光调Q的高重复频率窄脉宽短腔激光器.通过测量激光穿过置于正交偏振镜间的电光晶体后, 透射强度随晶体上施加的脉冲高压的变化情况, 探究了不同尺寸LN晶体中的压电振铃效应, 并与磷酸钛氧铷(RTP)晶体中的压电振铃效应进行了比较.实验发现, 块状LN晶体中的压电振铃效应严重, 而小尺寸LN晶体中的压电振铃效应和RTP晶体中的相似, 基本可以忽略.结合压电效应理论得出, 压电振铃效应的强弱与外加电压大小及晶体固有的压电共振频率有关, 电压越低, 压电共振频率越大, 压电振铃效应越弱.在此基础上, 制备了可高重频应用的尺寸为1.2 mm×9 mm×9.4 mm的LN调Q开关, 并实现了LN晶体的高重频调Q运转.激光增益介质采用具有较大受激发射截面和较短荧光寿命的Nd∶YVO4晶体, 其一端镀有1.064 μm的全反膜, 另一端沿布儒斯特角切割, 从而省去了全反镜和偏振镜, 缩短了腔长。泵浦源采用中心波长为808 nm的光纤耦合激光二极管.设计的激光器谐振腔长度仅为20 mm。在退压式电光调Q运转下, 获得了最大重复频率为15 kHz、脉宽为5.4 ns、峰值功率为2.94 kW的稳定的激光输出.
固体激光器 脉冲激光 电光器件 铌酸锂 脉冲重复频率 电光Q开关 压电效应 窄脉冲宽度 Solid state lasers Pulsed lasers Electro-optical devices Lithium niobate Pulse repetition rate Electro-optic Q-switching Piezoelectric effects Short pulse width
