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光纤锁模激光器:从单模时域耗散孤子锁模到多模时空耗散孤子锁模(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 69-83页

作者：高晨心曹博鲍成英杨昌喜肖晓晟清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084 北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信全国重点实验室北京100876

在光纤锁模激光器中,模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程,产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器,锁模机理从一维(1D)时域耗散孤子锁模发展到了(3+1... 详细信息

在光纤锁模激光器中,模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程,产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器,锁模机理从一维(1D)时域耗散孤子锁模发展到了(3+1)维时空耗散孤子锁模。通过深入理解耗散孤子的产生机理,有望进一步推动光纤锁模激光器在科学和应用领域的发展,为更多领域带来更多创新和可能性。首先介绍单模光纤锁模激光器中的一维时域耗散孤子锁模,探讨不同色散区域中时域耗散孤子的产生机理;随后介绍多模光纤锁模激光器中时空耗散孤子的最新研究成果,讨论模间色散的补偿方法,揭示其丰富的时空锁模机理和潜在的应用场景;最后对光纤锁模激光器的发展前景进行展望。

关键词：激光器光纤锁模激光器耗散孤子锁模机理非线性光学

光纤锁模激光器：从单模时域耗散孤子锁模到多模时空耗散孤子锁模（特邀）

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中国激光 2024年第1期 77-91页

作者：高晨心曹博鲍成英杨昌喜肖晓晟清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信全国重点实验室

在光纤锁模激光器中，模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程，产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器，锁模机理从一维（1D）时域耗散孤子锁模发展到... 详细信息

在光纤锁模激光器中，模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程，产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器，锁模机理从一维（1D）时域耗散孤子锁模发展到了（3+1）维时空耗散孤子锁模。通过深入理解耗散孤子的产生机理，有望进一步推动光纤锁模激光器在科学和应用领域的发展，为更多领域带来更多创新和可能性。首先介绍单模光纤锁模激光器中的一维时域耗散孤子锁模，探讨不同色散区域中时域耗散孤子的产生机理；随后介绍多模光纤锁模激光器中时空耗散孤子的最新研究成果，讨论模间色散的补偿方法，揭示其丰富的时空锁模机理和潜在的应用场景；最后对光纤锁模激光器的发展前景进行展望。

关键词：激光器光纤锁模激光器耗散孤子锁模机理非线性光学

1 μm wavelength swept fiber laser based on dispersion-tuning technique

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Chinese Optics Letters 2015年第9期13卷 49-52页

作者：梅佳伟肖晓晟杨昌喜 Department of Precision Instruments Tsinghua University

We report a wavelength swept fiber laser at the 1μm region based on an actively mode-locked dispersion-tuning technique. The ring-cavity laser uses a 70 cm ytterbium-doped fiber as a gain medium. Mode locking is achieved by the direct modulation of the amplitude modulator, and a N1000 m single-mode fiber is used to provide the desired intracavity dispersion. By sine-modulating the modulation frequency, a wavelength swept laser with a range of μ30 nm can be achieved at a sweeping rate of 50 Hz. The characteristics of the laser, such as its single- wavelength tunin~ range, tuning sensitivity, static linewidth and sweeping rate, are also studied experimentally.

关键词： Fiber lasers Fibers Locks (fasteners) Modulation Single mode fibers

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基于高非线性光纤中SBS效应的慢光系统

光电子．激光 2010年第5期21卷 786-790页

作者：尹经禅肖晓晟杨昌喜清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室成都610209

实验研究了高非线性光纤(HNLF)中受激布里渊散射(SBS)的阈值、增益谱、放大特性及其慢光特性,并与普通单模光纤(SMF)进行了对比分析。测量实验表明,HNLF在线宽100MHz的泵浦激光作用下,SBS的阈值为60mW,增益带宽为150MHz,获得的最大慢光... 详细信息

实验研究了高非线性光纤(HNLF)中受激布里渊散射(SBS)的阈值、增益谱、放大特性及其慢光特性,并与普通单模光纤(SMF)进行了对比分析。测量实验表明,HNLF在线宽100MHz的泵浦激光作用下,SBS的阈值为60mW,增益带宽为150MHz,获得的最大慢光延迟量将近15ns,延迟谱与增益谱较好对应。对基于SBS的未来全光通信系统中的高性能光延迟线或全光缓存器具有重要的参考价值。

关键词：受激布里渊散射(SBS) 阈值增益谱慢光增益饱和高非线性光纤(HNLF)

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导波法测量光通信波段液晶的折射率

光电子．激光 2004年第7期15卷 842-845页

作者：刘子熹杨昌喜杨傅子徐寿颐清华大学精密仪器系北京100084 清华大学化学系北京100084

用导波法对光通信波段下液晶的折射率进行了测量,给出了5CB液晶从可见光波段到光通信波段的色散曲线及对应的Sellmeier公式的系数。详细介绍了实验原理、装置、结果及其分析。还初步探索了液晶在光通信波段的双折射特性与其分子结构之... 详细信息

用导波法对光通信波段下液晶的折射率进行了测量,给出了5CB液晶从可见光波段到光通信波段的色散曲线及对应的Sellmeier公式的系数。详细介绍了实验原理、装置、结果及其分析。还初步探索了液晶在光通信波段的双折射特性与其分子结构之间的关系,为寻找高双折射液晶提供一些建议。

关键词：导波法光通信液晶折射率

基于扭转模腔的全固态单纵模拉曼黄光激光器设计

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光学学报 2014年第12期34卷 154-159页

作者：李小丽谈宜东杨昌喜张书练清华大学精密仪器系北京100084

输出波长在560-590nm的全固态拉曼黄光激光器是近几年兴起的激光器之一。目前,此类激光器内部多模振荡引起的黄光输出谱线单色性较差的问题还没有得到解决。针对这一情况,提出将扭转模腔与拉曼复合腔相结合的新型解决方案,从根本上消除... 详细信息

输出波长在560-590nm的全固态拉曼黄光激光器是近几年兴起的激光器之一。目前,此类激光器内部多模振荡引起的黄光输出谱线单色性较差的问题还没有得到解决。针对这一情况,提出将扭转模腔与拉曼复合腔相结合的新型解决方案,从根本上消除增益介质中空间烧孔效应引起的基频光多模振荡,实现单纵模黄光输出。拉曼复合腔由L型基频光谐振腔与直线型拉曼谐振腔耦合而成,既保证各个非线性变换过程可充分利用腔内的高功率密度,又可相对独立地对不同波长的光路进行优化调节,从而使整个系统实现最佳输出。该设计有助于在全固态拉曼激光器中实现毫瓦量级的单纵模黄光输出,为基于黄激光的生物医疗、钠导星、空间目标识别等系统提供理想的固体黄光光源。

关键词：激光器单纵模全固态黄光激光器受激拉曼散射扭转模腔复合腔

基于色散调谐宽带扫频光纤激光器及其在光纤光栅解调中的应用

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光学学报 2012年第11期32卷 170-175页

作者：梅佳伟肖晓晟许明睿桂丽丽杨昌喜清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

报道了一种基于色散调谐技术的宽带扫频掺铒光纤激光器。通过在主动锁模光纤激光器腔内引入较大色散,利用锯齿波电信号调制电光调制器的调制频率,可以实现激光器扫频输出。应用扫频激光器可将光纤光栅反射中心波长的变化转变为时域上信... 详细信息

报道了一种基于色散调谐技术的宽带扫频掺铒光纤激光器。通过在主动锁模光纤激光器腔内引入较大色散,利用锯齿波电信号调制电光调制器的调制频率,可以实现激光器扫频输出。应用扫频激光器可将光纤光栅反射中心波长的变化转变为时域上信号间隔变化,适用于光纤光栅传感解调。搭建了扫频光纤激光器,利用掺铒光纤作为增益介质,研究了扫频范围的影响因素。通过优化实验参数,实验得到的扫频带宽达到43nm,接近增益带宽,扫频速度为50Hz。利用搭建的扫频激光器进行了光纤光栅传感解调,灵敏度约为0.68ms/nm,验证了解调原理。

关键词：激光技术扫频激光器色散调谐光纤光栅传感时域解调

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一种新型高非线性色散平坦光子晶体光纤结构

光学学报 2006年第10期26卷 1569-1574页

作者：刘洁杨昌喜 Claire Gu 金国藩清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京1000842 Department of Electrical Engineering University of California

提出了一种新的高非线性色散平坦光子晶体光纤结构,引入了一个衡量非线性和色散平坦的品质因子δ。采用平面波展开法,研究了气孔尺寸对光子晶体光纤色散特性和非线性的影响。新结构在第一圈空气孔的中间插入六个附加小孔,使得光子晶体... 详细信息

提出了一种新的高非线性色散平坦光子晶体光纤结构,引入了一个衡量非线性和色散平坦的品质因子δ。采用平面波展开法,研究了气孔尺寸对光子晶体光纤色散特性和非线性的影响。新结构在第一圈空气孔的中间插入六个附加小孔,使得光子晶体光纤有更小的有效模场面积,提高了光纤的非线性。通过控制第一圈和第三圈空气孔以及附加小孔的直径,使得该光子晶体光纤在大约330 nm的波长范围内,光纤的色散系数介于±0.5 ps/(***)之间,在大约230nm的波长范围内,光纤的色散系数介于±0.1 ps/(***)之间,在大约200 nm的波长范围内,光纤的色散系数D的值介于±0.05 ps/(***)之间。光纤的有效模场面积为2.26μm2。衡量非线性和色散平坦的品质因子δ=11.8 ps.W/μm2。

关键词：光子晶体光纤非线性有效模场面积色散色散平坦

扫频激光器扫描非线性的优化及其在光纤光栅解调中的应用

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光学精密工程 2014年第11期22卷 2888-2893页

作者：梅佳伟肖晓晟杨昌喜清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情... 详细信息

为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情况,认为这是由于可调谐滤波器中的执行器——压电陶瓷的容性负载特性引起的。结合光谱测量法,获得了动态扫频线性度、扫频范围与驱动频率的关系,实验结果与理论分析结果相符。最后,提出了优化扫频非线性的驱动参数方案。通过在驱动源后增加电压跟随器提高了驱动源的负载能力和高速扫频的线性响应特性,并应用于光纤光栅解调。实验得到了1 000Hz扫频速度下的线性解调结果,即解调线性度为0.998 44。

关键词：光纤光栅解调扫频激光器法布里-珀罗可调谐滤波器扫描非线性