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kHz线宽脉冲单频激光实现数百mJ全光纤放大输出

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中国激光 2024年

作者：莫正斐陶悦康芃睿李灿姜曼冷进勇周朴国防科技大学前沿交叉学科学院国防科技大学南湖之光实验室国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室

大能量、窄线宽脉冲单频光纤激光在激光雷达、精密测量以及非线性频率变换等领域具有广泛应用。受到光纤内受激布里渊散射（SBS）效应的限制，关于脉冲单频光纤激光能量提升的相关研究普遍集中于线宽>1 MHz的纳秒脉冲。而对于线宽为kH ...

大能量、窄线宽脉冲单频光纤激光在激光雷达、精密测量以及非线性频率变换等领域具有广泛应用。受到光纤内受激布里渊散射（SBS）效应的限制，关于脉冲单频光纤激光能量提升的相关研究普遍集中于线宽>1 MHz的纳秒脉冲。而对于线宽为kH z量级的脉冲单频激光来说，其脉冲宽度一般为毫秒量级、重复频率为亚kH z量级，导致在光纤放大时不仅受到SBS效应的限制，其能量提升还受到脉冲波形畸变和自发辐射（ASE）效应的制约。

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大频移范围光纤拉曼增益谱的测量

红外与激光工程 2024年第5期53卷 143-150页

作者：张扬何俊鸿柯延钊郭艺东梁峻锐马小雅叶俊许将明冷进勇周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 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

光纤拉曼增益谱的测量对光纤激光器的设计与优化至关重要。当前光纤拉曼增益谱的测量主要是基于小信号增益法,但该方法测试时间较长,且可测量的频移范围受限于信号源的波长调谐范围,难以获得光纤在大频移范围内的拉曼增益谱。为此,提出... 详细信息

光纤拉曼增益谱的测量对光纤激光器的设计与优化至关重要。当前光纤拉曼增益谱的测量主要是基于小信号增益法,但该方法测试时间较长,且可测量的频移范围受限于信号源的波长调谐范围,难以获得光纤在大频移范围内的拉曼增益谱。为此,提出了一种利用光纤的自发拉曼散射谱来反演光纤在大频移范围内拉曼增益谱的方法。利用该方法测量了两款光纤——掺磷光纤与掺锗光纤在1~42 THz频移范围内的拉曼增益谱。在1.6~22 THz频移范围内,基于该方法测得的拉曼增益系数与基于小信号增益法测得的结果基本一致。该工作为测量光纤在大频移范围内的拉曼增益谱提供了一种解决方案。

关键词：拉曼光纤激光器拉曼增益谱测量自发拉曼散射掺磷光纤

全光纤结构拉曼振荡器实现近1.8 kW激光输出

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 268-270页

作者：范晨晨付敏郝修路黄善旻李阳陈子伦冷进勇姚天甫周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 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

拉曼光纤激光器在实现高功率特殊波长激光方面具有独特优势,受到了广泛关注和研究。近年来,随着渐变折射率多模光纤在拉曼激光器中的运用,不仅提高了可注入的泵浦功率,还通过光束净化特性实现了激光亮度增强。

关键词：光纤激光拉曼振荡器受激拉曼散射渐变折射率光纤

High-power all-fiber linearly polarized Yb-doped chirped pulse amplifier based on active polarization control

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Chinese Optics Letters 2024年第4期22卷 66-70页

作者：王涛任帅常洪祥任博郭琨李灿马鹏飞冷进勇周朴 College of Advanced Interdisciplinary Studies National University of Defense TechnologyChangsha 410073China School of Information and Communications National University of Defense TechnologyWuhan 430035China Nanhu Laser Laboratory National University of Defense TechnologyChangsha 410073China Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology National University of Defense TechnologyChangsha 410073China

High-power ultrafast laser amplification based on a non-polarization maintaining fiber chirped pulse amplifier is *** active polarization control technology based on the root-mean-square propagation(RMS-prop)algorithm is employed to guarantee a linearly polarized output from the system.A maximum output power of 402.3 W at a repetition rate of 80 MHz is realized with a polarization extinction ratio(PER)of>11.4 *** addition,the reliable operation of the system is verified by examining the stability and noise properties of the amplified *** M2factor of the laser beam at the highest output power is measured to be less than 1.15,indicating a diffraction-limited beam ***,the amplified laser pulse is temporally compressed to 755 fs with a highest average power of 273.8 *** is the first time,to the best of our knowledge,that the active polarization control technology was introduced into the high-power ultrafast fiber amplifier.

关键词： active polarization control root-mean-square propagation algorithm linearly polarized laser chirped pulse amplification femtosecond laser fiber laser

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八路超快光纤激光高效相干偏振合成

中国激光 2024年第15期 230-231页

作者：张嘉怡任博李灿常洪祥唐振强王涛郭琨谢戈辉冷进勇司磊李文雪周朴国防科技大学前沿交叉学科学院华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室国防科技大学南湖之光实验室国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室

高功率飞秒脉冲激光在高能物理、高次谐波产生、先进制造等前沿科学和工业领域具有重要应用价值。啁啾脉冲放大（CPA）技术是超快光纤激光放大器实现高功率、高能量脉冲输出的有效技术手段。然而，光纤模场面积较小，在非线性效应、热...

高功率飞秒脉冲激光在高能物理、高次谐波产生、先进制造等前沿科学和工业领域具有重要应用价值。啁啾脉冲放大（CPA）技术是超快光纤激光放大器实现高功率、高能量脉冲输出的有效技术手段。然而，光纤模场面积较小，在非线性效应、热效应等因素的影响下，功率提升受到一定限制。超快激光相干合成技术是当前突破飞秒光纤激光单路功率极限的主要技术手段。目前，超快光纤激光基于空域与时域相干合成技术已分别实现了10.4 k W的最高平均功率与32 m J的最高单脉冲能量。为了实现高效的合成输出，需要利用相位控制技术对激光相位进行精确补偿与锁定，而相位调制器是其中的关键器件。

关键词：

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全光纤拉曼放大器输出功率突破4千瓦

中国激光 2024年第6期51卷 267-267页

作者：范晨晨付敏姚天甫郝修路黄善旻李阳陈子伦冷进勇周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 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

拉曼光纤激光器作为一种可同时实现高功率和特殊波长输出的新型激光器,在光纤通信、传感、光谱探测等领域中有着广泛的应用。然而,在功率提升过程中,高阶拉曼光的产生会降低激光器的效率,且反向传输的高阶拉曼光会对系统的安全性造成严... 详细信息

拉曼光纤激光器作为一种可同时实现高功率和特殊波长输出的新型激光器,在光纤通信、传感、光谱探测等领域中有着广泛的应用。然而,在功率提升过程中,高阶拉曼光的产生会降低激光器的效率,且反向传输的高阶拉曼光会对系统的安全性造成严重危害,限制了拉曼光纤激光器输出功率的进一步提升。近日,国防科技大学研究团队在拉曼光纤放大器中使用调制种子诱导高阶拉曼波长所在的光波段产生了四波混频,成功实现了对高阶拉曼的有效抑制,并基于全光纤结构获得了最高输出功率为4 kW的拉曼激光。该成果为拉曼光纤激光器输出功率的提升提供了新的途径,有望在强激光、超快光学和非线性光学等领域中得到广泛的应用。

关键词：拉曼光纤放大器新型激光器四波混频光纤通信有效抑制反向传输国防科技大学非线性光学

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基于掺磷光纤的光谱平坦超连续谱输出

中国激光 2024年第2期51卷 215-215页

作者：张扬许将明梁峻锐柯延钊马小雅李思成何俊鸿叶俊潘志勇冷进勇周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 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

超连续谱光源具有光谱覆盖范围宽、空间相干性好等特性,在光学测量、化学检测、生物医疗等领域中有着重要应用。光谱平坦度作为超连续谱光源的关键参数之一,对应用效果具有重要影响。例如,在光学测量等领域,超连续谱光源的光谱平坦度越... 详细信息

超连续谱光源具有光谱覆盖范围宽、空间相干性好等特性,在光学测量、化学检测、生物医疗等领域中有着重要应用。光谱平坦度作为超连续谱光源的关键参数之一,对应用效果具有重要影响。例如,在光学测量等领域,超连续谱光源的光谱平坦度越好,测量结果越准确。为实现光谱平坦的超连续谱输出,研究人员以光纤作为非线性介质开展了大量工作。

关键词：光学测量非线性介质空间相干性化学检测超连续谱光源生物医疗平坦度覆盖范围

后向同带泵浦光纤激光实现大于8千瓦高光束质量输出

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光学学报 2022年第14期42卷 223-225页

作者：李瑞显吴函烁肖虎冷进勇周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073

由于受激拉曼散射(SRS)和横模模式不稳定(TMI)效应的共同制约,实现高功率输出的同时保持高光束质量存在一定的困难。基于后向同带泵浦方案,在自研30μm/250μm常规双包层掺镱光纤中实现了高功率(8.38 kW)、高光束质量(光束质量因子M^(2)... 详细信息

由于受激拉曼散射(SRS)和横模模式不稳定(TMI)效应的共同制约,实现高功率输出的同时保持高光束质量存在一定的困难。基于后向同带泵浦方案,在自研30μm/250μm常规双包层掺镱光纤中实现了高功率(8.38 kW)、高光束质量(光束质量因子M^(2)为1.8)的激光输出。SRS和TMI得到了有效抑制,但功率的进一步提升受限于泵浦功率。

关键词：激光器光纤激光器同带泵浦后向泵浦受激拉曼散射横模模式不稳定

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一维磁光子晶体的法拉第效应

光学技术 2006年第Z1期32卷 619-622页

作者：黄静冷进勇国防科学技术大学光子/声子晶体研究中心长沙410073

由于一维磁光子晶体能同时展示出很好的光透射率和法拉第旋转,故可用于实现小尺度的磁光隔离器。采用传输矩阵法研究了由磁光膜(Bi∶YIG)和电介质膜(Ta2O5,SiO2)构成的一维磁光子晶体,分别讨论了在垂直入射和斜入射条件下的法拉第效应,... 详细信息

由于一维磁光子晶体能同时展示出很好的光透射率和法拉第旋转,故可用于实现小尺度的磁光隔离器。采用传输矩阵法研究了由磁光膜(Bi∶YIG)和电介质膜(Ta2O5,SiO2)构成的一维磁光子晶体,分别讨论了在垂直入射和斜入射条件下的法拉第效应,并给出了几种可行性结构,对磁光隔离器件的进一步改进设计具有一定的参考价值。

关键词：一维磁光子晶体法拉第效应磁光隔离器传输矩阵