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外腔集成可调谐窄线宽半导体激光器研究发展

激光与光电子学进展 2024年

作者：黄洛天梁耿钦李宗戈闫培光郭金川广东省光电子器件与系统重点实验室深圳大学物理与光电工程学院

可调谐的集成窄线宽外腔半导体激光器因其具有尺寸小、调谐范围宽、单模、边模抑制比大、输出功率高等优点，在相干光通信、波分复用系统、相干探测和超高速光互连等许多领域中有着广泛的应用。本文详细介绍了窄线宽半导体外腔激光器的... 详细信息

可调谐的集成窄线宽外腔半导体激光器因其具有尺寸小、调谐范围宽、单模、边模抑制比大、输出功率高等优点，在相干光通信、波分复用系统、相干探测和超高速光互连等许多领域中有着广泛的应用。本文详细介绍了窄线宽半导体外腔激光器的工作原理以及发展状况，并比较分析了目前主流平台上集成外腔激光器的性能和设计思路。最后，对基于无源外腔的可调谐窄线宽半导体激光器的发展进行了展望，讨论了其在中红外波段的未来前景。

关键词：可调谐激光器窄线宽外腔半导体激光器

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基于氮化硅微腔的2μm波段孤子光梳研究

红外与毫米波学报 2024年第4期43卷 442-449页

作者：程如敏孙嘉浩吴加贵郭登极许佼杨俊波闫培光深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室广东深圳518060 西南大学物理科学与技术学院重庆400715 深圳大学机电与控制工程学院深圳大学半导体制造研究院广东深圳518060 国防科技大学理学院湖南长沙410015

本文研究了氮化硅微腔在2μm波段的光学频率梳产生。通过几何设计对氮化硅波导进行色散调控,选取合适的总线波导尺寸,从热吸收理论出发,讨论氮化硅微腔不同调制频率下的热折射噪声。以非线性薛定谔方程为基础模型,研究不同色散作用下的... 详细信息

本文研究了氮化硅微腔在2μm波段的光学频率梳产生。通过几何设计对氮化硅波导进行色散调控,选取合适的总线波导尺寸,从热吸收理论出发,讨论氮化硅微腔不同调制频率下的热折射噪声。以非线性薛定谔方程为基础模型,研究不同色散作用下的腔体演变过程。数值结果表明,氮化硅在2μm波段能够更清晰地观察系统的滞后状态转变,即系统向稳定域转变过程的弛豫振荡现象,同时在高阶色散的作用下,腔体能够更快地向稳态孤子转变,这为研究呼吸孤子提供了方案。

关键词：光学频率梳色散调控热折射噪声呼吸孤子

基于边缘优化设计的低损耗Si3N4光功率分束器

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深圳大学学报（理工版） 2024年第5期41卷 532-535页

作者：黄谦睿梁耿钦陈宇泰孙怡雯闫培光屈军乐深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室广东深圳518060 国防科技大学理学院材料科学实验中心湖南长沙410073 深圳大学生物医学工程学院广东深圳518073

随着信息技术的发展,市场对于更小型化、更高效光器件的需求不断增加.采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺,成功制备了Si_(3)N_(4)光功率分束器并对其进行测试.结果表明,在1550 nm波长下,边缘... 详细信息

随着信息技术的发展,市场对于更小型化、更高效光器件的需求不断增加.采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺,成功制备了Si_(3)N_(4)光功率分束器并对其进行测试.结果表明,在1550 nm波长下,边缘优化的1×8功率分束器的总损耗仅为1.30 dB,且其体积相较于传统设计可减小30%.本研究应用逆向优化算法,突破了传统设计仅能针对规则图形设计的限制,为实现小尺寸、低损耗的光功率分束器提供了一种可行途径.

关键词：光学集成光学微纳光子器件光功率分束器逆向优化边缘优化

Reconstructing coherent dynamics of bound states induced by strong attosecond XUV pulses

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Chinese Optics Letters 2024年第2期22卷 56-63页

作者：贾利娟刘明清王新强徐龙闫培光姜维超傅立斌 Institute of Quantum Precision Measurement College of Physics and Optoelectronic EngineeringShenzhen UniversityShenzhen 518060China Department of Physics Xiamen UniversityXiamen 361005China Graduate School of China Academy of Engineering Physics Beijing 100193China

We propose a scheme that utilizes weak-field-induced quantum beats to investigate the electronic coherences of atoms driven by a strong attosecond extreme ultraviolet(XUV)*** technique involves using a strong XUV pump pulse to excite and ionize atoms and a time-delayed weak short pulse to probe the photoelectron *** theoretical analysis demonstrates that the information regarding the bound states,initiated by the strong pump pulse,can be precisely reconstructed from the weak-field-induced quantum beat *** examine this scheme,we apply it to the attosecond XUV laser-induced ionization of hydrogen atoms by solving a three-dimensional time-dependent Schr?dinger *** work provides an essential reference for reconstructing the ultrafast dynamics of bound states induced by strong XUV attosecond pulses.

关键词： attosecond pulse bound-state dynamics quantum beats

高效率宽调谐扇形MgO:PPLN中红外光参量振荡器

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红外与激光工程 2023年第5期52卷 106-111页

作者：黄佳裕林海枫闫培光深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室广东深圳518060

3~5μm的中红外激光位于大气窗口,在环境监测、军事、医疗、遥感等诸多领域有着重要的应用。利用纳秒量级的1064 nm调Q激光器泵浦扇形掺氧化镁周期极化铌酸锂(MgO:PPLN),设计了一种高效率、宽调谐纳秒中红外激光输出光学参量振荡器(Opti... 详细信息

3~5μm的中红外激光位于大气窗口,在环境监测、军事、医疗、遥感等诸多领域有着重要的应用。利用纳秒量级的1064 nm调Q激光器泵浦扇形掺氧化镁周期极化铌酸锂(MgO:PPLN),设计了一种高效率、宽调谐纳秒中红外激光输出光学参量振荡器(Optical parametric oscillator,OPO)。通过降低泵浦光的重频,有效地减小了OPO的振荡阈值,在10 kHz的泵浦重频下,OPO阈值为0.4 W。在泵浦功率为4.68 W,晶体极化周期为30.47μm的条件下,获得了0.833 W的3.4μm中红外激光输出,对应的光光转换效率为17.8%。实验研究了不同极化周期下的输出波长,实验结果与理论模拟值较为吻合。通过横向移动MgO:PPLN晶体改变其极化周期,在31.05~28.8μm的调节范围内获得了1440.7~1607.0 nm的信号光及3171.1~4088.1 nm的闲频光输出,其中信号光的脉宽约为8.1 ns。

关键词：中红外激光扇形MgO:PPLN 光参量振荡器高效率宽调谐纳秒脉冲

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中红外超快光纤激光器研究进展

强激光与粒子束 2021年第11期33卷 33-47页

作者：侯绍冬闫培光阮双琛深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060 深圳技术大学新材料与新能源学院广东深圳518118

中红外波段覆盖重要的分子吸收区与多个大气透射窗口,该波段的超快激光器在多个领域具有广泛应用。基于光纤的中红外超快激光器近年来在激光发射与传输、超快脉冲产生与应用等方面发展迅速,为中红外波段超快激光开辟了新的研究手段与应... 详细信息

中红外波段覆盖重要的分子吸收区与多个大气透射窗口,该波段的超快激光器在多个领域具有广泛应用。基于光纤的中红外超快激光器近年来在激光发射与传输、超快脉冲产生与应用等方面发展迅速,为中红外波段超快激光开辟了新的研究手段与应用领域。综述了近十年来中红外超快光纤激光器的发展概况,介绍了近年来中红外波段的激光传输与增益手段。其中,重点回顾了近年来中红外超快脉冲产生技术的研究进展及其代表性工作,包括非线性偏振旋转、可饱和吸收体以及频移反馈锁模技术。此外,还介绍了中红外超快脉冲的压缩放大技术与超连续谱产生应用。最后讨论并总结了中红外超快光纤激光器面临的挑战与可能的发展方向。

关键词：中红外超快激光器光纤激光器锁模技术少周期脉冲超连续谱

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基于皮秒脉冲泵浦的5W全光纤超连续谱光源

光电子．激光 2011年第6期22卷 820-822,826页

作者：闫培光赵健阮双琛舒杰赵俊清李相陈胜平韦会峰深圳大学电子科学与技术学院广东深圳518060 国防科技大学光电科学与技术学院湖南长沙410073 长飞光纤光缆有限公司光纤研发中心湖北武汉430073

基于三级MOPA结构皮秒光纤激光器泵浦一段30 m长的国产光子晶体光纤(PCF),实现了全光纤化结构的超连续谱(SC)光源。在PCF与单模光纤(SMF)模场不匹配条件下,通过仔细调节熔接参数,在19 W入射功率条件下实现了最大功率为5 W的稳定超连续输... 详细信息

基于三级MOPA结构皮秒光纤激光器泵浦一段30 m长的国产光子晶体光纤(PCF),实现了全光纤化结构的超连续谱(SC)光源。在PCF与单模光纤(SMF)模场不匹配条件下,通过仔细调节熔接参数,在19 W入射功率条件下实现了最大功率为5 W的稳定超连续输出,系统光-光转换效率为24%。输出能量被很好地限制在纤芯,纤芯光斑为六边形的基模光斑。研究了光谱的演变过程,在最高功率时,对应的光谱短波展宽至600 nm,长波超过1 700 nm。

关键词：光子晶体光纤(PCF) 全光纤超连续谱(SC)光源皮秒脉冲光纤激光器

Supercontinuum generation in web-like microstructure optical fiber

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Chinese Optics Letters 2012年第B6期10卷 23-25页

作者：舒杰闫培光赵健赵俊清阮双琛韦会峰罗杰 Shenzhen Key Laboratory of Laser Engineering Shenzhen University Shenzhen 518060 China Yangtze Optical Fibre and Cable Company Ltd Research Center Wuhan 430073 China

A novel web-like microstructure optical fiber （MOF） submicron-thickness membranes as planar waveguides is fabricated which serves as a bundle of suspended and their Y-type connection nodes as the secondary cores. The polarization dependent visible continuum coverage from 350 to 1 000 nm is generated from a 20-cm-long membrane of 0.55-μm-thickness pumped by 200-fs laser at 800 nm. We also obtain narrowband signal of blue dispersive wave around 410 nm with the up-conversion efficiency routinely beyond 20% inthe Y-type secondary core in another smaller web-like MOF.

关键词： 060.2270 Fiber characterization 060.2280 Fiber design and fabrication 190.4370 Nonlinear optics, fibers

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光子晶体光纤超连续谱光源

深圳大学学报（理工版） 2011年第4期28卷 295-301页

作者：阮双琛闫培光郭春雨韦会峰深圳大学电子科学与技术学院深圳市激光工程重点实验室深圳518060 长飞光纤光缆有限公司研发中心武汉430073

介绍该课题组近两年在光子晶体光纤超连续谱方面的主要研究成果,包括基于连续波泵浦研制全光纤化超连续谱源,利用级联一段高非线性正常色散光纤,通过光纤的受激拉曼散射效应实现超连续谱的平坦化;基于皮秒锁模光纤激光器实现全光纤化5 ... 详细信息

介绍该课题组近两年在光子晶体光纤超连续谱方面的主要研究成果,包括基于连续波泵浦研制全光纤化超连续谱源,利用级联一段高非线性正常色散光纤,通过光纤的受激拉曼散射效应实现超连续谱的平坦化;基于皮秒锁模光纤激光器实现全光纤化5 W输出超连续谱源;拉制一段145 m的锥形光子晶体光纤,利用自制的纳秒光纤激光器与锥形光子晶体光纤熔接,制备输出功率2.2 W的宽带超连续谱源;利用自制的网状光子晶体光纤和全固态光子带隙光纤,分别研究亚微米薄壁上偏振相关的超连续谱产生,以及基于四波混频效应产生的超连续谱.

关键词：光电子与激光技术光纤激光器光子晶体光纤超连续谱锥形光纤色散