閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
今日要聞

1.56 μm波段高能量百飛秒光纖激光器

來源:中國激光2019-12-24 我要評論(0 )   

華東師范大學曾和平教授和上海理工大學郝強副教授帶領的研究團隊成功研制了參數(shù)為1.56μm/ 60nJ/ 100fs/ 10MHz的高穩(wěn)定性、可靠

   華東師范大學曾和平教授和上海理工大學郝強副教授帶領的研究團隊成功研制了參數(shù)為1.56μm/ 60nJ/ 100fs/ 10MHz的高穩(wěn)定性、可靠耐用的超快激光光源。

“2019中國光學十大進展”候選推薦

1.56μm波段飛秒脈沖激光在激光通信、醫(yī)療診斷、微納加工、精密測量等領域具有廣泛的應用價值。特別是,通過光學倍頻技術(shù),1.56μm倍頻激光器可工作鈦寶石激光器的輸出波段,致其應用場景進一步拓展。當前,鈦寶石振蕩器和放大器產(chǎn)品發(fā)展成熟,在極短脈沖(<20fs)和超大能量(>1mJ)方面具有顯著的指標性優(yōu)勢。相較于鈦寶石激光器,摻鉺光纖飛秒激光器產(chǎn)品在50-100fs脈沖寬度和<10nJ單脈沖能量方面具有顯著的性價比優(yōu)勢。進一步綜合光纖激光器的高效率、免維護、環(huán)境適應性強等優(yōu)勢,摻鉺光纖飛秒激光器已成為鈦寶石激光器的理想替代光源。據(jù)了解,輸出功率在百毫瓦量級的780/1560nm飛秒激光器國內(nèi)每年有約300臺的市場容量,且科研市場逐年增長。限制1.56μm波段飛秒脈沖功率提升和脈沖壓縮的關(guān)鍵技術(shù)問題是非線性和色散管理。通常,啁啾脈沖放大技術(shù)(chirped-pulse amplification, CPA)是克服非線性效應的一種主要手段,該技術(shù)在800nm鈦寶石激光器和1.03μm摻鐿光纖激光器中應用廣泛。然而,由于光柵壓縮器的衍射效率、結(jié)構(gòu)復雜、高階色散等問題,CPA技術(shù)在1.56μm波段的發(fā)展并不順利。此外,考慮到通過增加腔內(nèi)光纖長度較容易降低脈沖重復頻率,即可利用啁啾脈沖振蕩(chirped-pulse oscillation, CPO)技術(shù)直接從振蕩器產(chǎn)生高能量超短脈沖。圖1中的藍色和橙色虛線分別描述了利用CPA和CPO技術(shù)獲取到的脈寬和能量趨勢曲線。近年,分離脈沖放大(divided-pulse amplification, DPA)或稱為相干脈沖合成(coherent beam combination, CBC)技術(shù)已逐漸成為1.03μm波段產(chǎn)生千瓦平均功率超短脈沖的主要手段。該技術(shù)基于偏振分束將種子光進行能量分配,分別注入多個放大器中進行能量提升,可按比例降低放大器中脈沖的峰值功率,進而有效管理放大脈沖非線性效應。


圖 1.56μm波段超短脈沖產(chǎn)生和放大的結(jié)果比較。其中,實心圖標為保偏結(jié)構(gòu)激光器,空心圖標為非保偏結(jié)構(gòu)激光器。藍色和橙色虛線分別為CPA和CPO技術(shù)的趨勢曲線。與工作在1.03μm波段光纖正常色散區(qū)不同的是,1.56μm波段脈沖工作在光纖的負色散區(qū),可在光纖中實現(xiàn)功率放大、光譜展寬、脈沖壓縮的同時進行(即脈沖非線性放大壓縮),避免使用空間結(jié)構(gòu)的脈沖壓縮器,極大簡化了光纖飛秒激光器的結(jié)構(gòu),顯著改善了激光器穩(wěn)定性。研究團隊深入研究了光纖負色散區(qū)的分離脈沖放大技術(shù)。通過管理光纖預放大器和主放大的凈色散和增益,基于×16脈沖分離獲得了最高平均功率1.6W、脈沖寬度120fs的脈沖輸出,基于×64脈沖分離獲得了最高單脈沖能量60nJ、脈沖寬度95fs的脈沖輸出,突破了CPO和CPA技術(shù)趨勢曲線。相關(guān)研究成果以“60 nJ, 95 fs environmentally stable Er-doped fiber laser system”為題發(fā)表于Chinese Optics Letters 17,061401 (2019)上。

論文鏈接:

https://doi.org/10.3788/COL201917.061401

轉(zhuǎn)載請注明出處。

飛秒光纖激光器脈沖激光
免責聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關(guān)評論
精彩導讀