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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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微腔光梳重频调控与光谱应用

科学通报 2024年第12期69卷 1552-1564页

作者：王子皓杨昌喜鲍成英清华大学精密仪器系精密测量技术与仪器国家重点实验室北京100084

利用高品质因子(高Q)微腔中材料的光学非线性可以实现高相干微腔光梳的产生,这为光频梳系统的小型化和片上集成开辟了新的可能性.对于光学频率梳,梳齿间距是光频梳的关键参数,其与产生方式相关,反过来也影响了光梳的应用.芯片化的微腔... 详细信息

利用高品质因子(高Q)微腔中材料的光学非线性可以实现高相干微腔光梳的产生,这为光频梳系统的小型化和片上集成开辟了新的可能性.对于光学频率梳,梳齿间距是光频梳的关键参数,其与产生方式相关,反过来也影响了光梳的应用.芯片化的微腔光梳一般具有高重频的特点,这一特点适用于波分复用光通信、光计算、太赫兹波合成等应用.但对于精密光谱分析等应用,过大的梳齿间隔会带来光谱欠采样等问题,这一问题在中红外波段尤为明显.本文重点介绍了微腔光梳的重频调控,特别是其在光谱测量中的应用;简要分析了不同方式所产生光频梳的重频特点,以及不同应用对光梳重频的要求,特别是对双光梳测量系统;还介绍了微腔光梳与电光梳相结合的间隔光学差频(interleaved difference frequency generation,iDFG)技术,基于此技术可以实现GHz重频的中红外光梳的产生.将iDFG技术与相向传播(counter-propagating,CP)的孤子对相结合,可以实现中红外波段高相干、高分辨率的光谱测量.本文简要介绍了微腔光梳的发展,侧重于微腔光梳在光谱分析上的应用.

关键词：微腔光梳光学孤子双光梳测量重频

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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

相干泵浦微腔光孤子基础与双光梳应用(特邀)

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 52-63页

作者：蔡兆雨王子皓杨昌喜鲍成英清华大学精密仪器系精密测量技术与仪器国家重点实验室北京100084

光学孤子是指一种通过非线性折射率势阱维持脉冲形状不变的光波,它广泛存在于光纤、飞秒激光器、参量振荡器等系统中。近年来,人们在相干泵浦下的高Q值微腔中也观测到了光孤子,这为研究光孤子性质提供了新的实验平台。又因为微腔光孤子... 详细信息

光学孤子是指一种通过非线性折射率势阱维持脉冲形状不变的光波,它广泛存在于光纤、飞秒激光器、参量振荡器等系统中。近年来,人们在相干泵浦下的高Q值微腔中也观测到了光孤子,这为研究光孤子性质提供了新的实验平台。又因为微腔光孤子在频域上对应高重频的光学频率梳,微腔光孤子的诞生也极大地推动了小型化光学频率梳的发展。微腔光孤子频率梳已经可以实现自参考锁定;这使得片上集成的光频合成器、光原子钟、波分复用光源、微腔光谱仪、微腔激光雷达等众多应用成为了可能。文中介绍了微腔光孤子的产生基础,特别是光孤子相互作用相关的研究,还讨论了基于微腔的双光梳测量在高速成像与中红外气体光谱分析上的应用。

关键词：光孤子相干泵浦微腔光频梳双光梳测量

光纤中受激Brillouin散射动态弛豫振荡特性及其抑制方法

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物理学报 2009年第12期58卷 8316-8325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

为了避免在高功率光纤放大器和光纤相位共轭镜等实际应用中因受激Brillouin散射(SBS)造成的光纤损伤,根据描述SBS动态弛豫振荡特性的振幅耦合方程,利用有限差分的数值模拟方法研究了光纤中SBS的动态弛豫振荡特性,并对其抑制进行了初步探... 详细信息

为了避免在高功率光纤放大器和光纤相位共轭镜等实际应用中因受激Brillouin散射(SBS)造成的光纤损伤,根据描述SBS动态弛豫振荡特性的振幅耦合方程,利用有限差分的数值模拟方法研究了光纤中SBS的动态弛豫振荡特性,并对其抑制进行了初步探讨.得到了光纤中SBS弛豫振荡在不同的脉冲上升时间的时空三维图;同时利用方波和脉冲光作抽运光进行了相应实验研究,实验结果与理论模拟结果符合很好.结果表明,增大抽运光脉冲上升时间可以有效抑制因SBS而产生的弛豫振荡,进而避免因其造成的光纤损伤.

关键词：受激Brillouin散射动态弛豫振荡特性有限差分法