综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

超快光纤激光技术:皮秒中红外全光纤掺铒光纤激光器

日期: 2020-11-16
浏览次数: 42

来源:OFweek

基于可饱和吸收体的中红外(Mid-IR)脉冲全光纤激光器具有很多应用,因此该波段激光很适用于激光手术和材料处理;同时,这类激光器也可用于遥感,因为所发射光谱可以激发许多大气污染物(例如甲烷)的基本旋转振动共振。

但是现有的超快光纤激光器大多不是全光纤结构,激光光束从自由空间传播部分注入到光纤处产生反射会导致激光器不稳定;另外自由空间的光路可能需要经常重新准直;而且对于常规的可饱和吸收体(例如2D材料,半导体可饱和吸收体和其他异质材料),由于其损伤阈值非常低,比较容易受到热和光学损伤。全光纤激光器能够解决上述问题。

 在大多数高功率光纤激光器中,增益光纤的主体材料由硅酸盐玻璃组成。但是,实现超过2.2μm的激光意味着要使用其他材料的玻璃。在可以拉成光纤的中红外玻璃中,氟化物玻璃在稀土掺杂方面表现出优异的性能。其中,掺钬(Ho3+)和掺铒(Er3+)的氟化物光纤都能实现波长为2.7至3.1μm的激光发射,掺铒的氟化物光纤可获得的能量要比掺钬的光纤高。

 2014年,Haboucha等人提出了一种基于Er3+氟化物玻璃光纤的线性锁模光纤激光器 ,该激光器基于线性腔结构,包括一个半导体可饱和吸收镜(SESAM)和一个光纤布拉格光栅(FBG)。该结果为首次在3μm掺铒氟化物玻璃光纤线性腔激光中实现稳定锁模,脉冲序列的重复频率为51.75 MHz,脉冲宽度约为60 ps,平均功率为440 mW,锁模可自启动且可以维持数小时,但是脉冲宽度和发射光谱均受限于窄带宽的FBG。

 超快光纤激光技术:皮秒中红外全光纤掺铒光纤激光器

图1 基于Er3+氟化物玻璃光纤的线性锁模光纤激光器

今年该课题组在ASSL会议上介绍了与2014年的工作相似的基于FBG和SESAM的锁模掺铒氟化物光纤激光器。增益介质为2 m长的掺铒氟化物光纤,FBG为使用飞秒脉冲通过光纤的保护涂层直接写入,增益光纤由976 nm的泵浦二极管反向泵浦以简化腔内对准并实现比正向泵浦更高的输出功率。

 FBG在2790.9 nm处的最大反射率为65%,FWHM为3.2 nm,比2014年装置中FBG的带宽有所增加。非球面ZnSe透镜在输出端的焦距为25 mm,在腔内的焦距为12.5 mm,并且每个透镜在2.8 ?m的波长下传输约95%的信号。光纤尖端斜切8°以消除回光,从而实现稳定的锁模;二向色镜(DM)用来去除残留的泵浦功率,以避免损坏SESAM。

 超快光纤激光技术:皮秒中红外全光纤掺铒光纤激光器

图2 实验装置

实验结果表明该锁模激光器能够产生15 ps的脉冲,脉冲宽度接近傅立叶变换极限。如果腔内组件的准直最佳,则锁模态可自启动,并且在较低的泵浦功率下没有任何调Q,锁模状态稳定,平均输出功率在87.5 mW和157.5 mW之间。此外,发射光谱集中在FBG的最小透射率(即最大反射率)上,这表明,如果腔内负色散足够低,脉冲持续时间和光谱均可以由FBG的特性控制。

超快光纤激光技术:皮秒中红外全光纤掺铒光纤激光器

图3 实验结果 a)实验得到的发射光谱和FBG的透射光谱,b)自相关曲线

总之,这项工作提出了一种基于SESAM和FBG的中红外锁模光纤激光器,能够产生接近傅立叶变换极限的15 ps脉冲,中心波长在2.8 µm。


Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 09 - 10
    点击次数: 18
    来源:X-MOL堆浸技术在我国南方离子稀土矿开采过程中对环境造成了相当大的破坏。将废弃矿区恢复为耕地需要测定土壤和农作物中稀土元素(REE)和非稀土有毒元素的含量。本研究以稀土尾矿无改良或脐橙栽培(RET)、生物炭和粉煤灰联合 3 种有机肥(牛粪有机肥[CF]、猪粪有机肥[PF]、甘蔗渣有机肥[SF])和无任何改良剂(CK)为研究对象,探讨不同处理对土壤和作物中稀土和非稀土有毒元素含量的影响。CF...
  • 2025 - 09 - 10
    点击次数: 18
    来源:X-MOL本研究通过非水电解萃取、夹杂物形貌分析和热力学计算三种互补方法,系统研究了淬火和热锻钢样品中的固溶稀土(RE)含量。稀土包裹体(RE 包裹体)采用改进的非水电解法提取,通过扫描电子显微镜(SEM)对其进行三维形貌表征。采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)定量测量固溶相和夹杂物相中的稀土含量(RE 含量),实验结果显示大多数钢样品具有优异的一致性。基于 ASPEX...
  • 2025 - 09 - 09
    点击次数: 33
    来源:X-MOL圆偏振发光(Circularly Polarized Luminescence, CPL)是一种兼具手性与发光特性的独特光学现象。由于其能够输出左右旋圆偏振光,CPL 材料不仅在基础研究中备受关注,也在 3D 显示、信息加密、生物医学和新型光电器件等前沿领域展现出广阔应用前景。然而,在实际研究与器件开发中,CPL材料往往面临一个长期存在的难题:如何在保证高发光不对称因子(lumin...
  • 2025 - 09 - 09
    点击次数: 32
    来源:X-MOL二维发光金属有机框架(2D MOFs)是一类具有层状结构的先进功能材料,因其独特的层状结构和优异的光学性能,在光电器件、传感及信息存储等领域具有广泛的应用前景。然而,现有二维发光MOFs的研究主要集中于下转移发光领域,关于其上转换发光的研究非常稀缺。这一局限性使得该类材料难以响应近红外光等低能量光源,极大限制了其在高端防伪等领域的应用。上转换发光技术能够实现“低能量激发-高能量发射...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务