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300 MHz、139 fs全光纤超短脉冲激光器

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聊城大学学报（自然科学版） 2024年第3期37卷 1-7页

作者：黄玺玮李晓辉郭潇潇唐旭张锐陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710062

高重复频率超短脉冲光纤激光器在高效加工、生物光学成像等方面具有广泛的应用价值。报道了基于非线性偏振演化效应的高重复频率、百飞秒、集成化光纤激光源。通过集成结构实现重频300.25 MHz、脉冲宽度139 fs的脉冲激光。在384.2 mW的... 详细信息

高重复频率超短脉冲光纤激光器在高效加工、生物光学成像等方面具有广泛的应用价值。报道了基于非线性偏振演化效应的高重复频率、百飞秒、集成化光纤激光源。通过集成结构实现重频300.25 MHz、脉冲宽度139 fs的脉冲激光。在384.2 mW的平均泵浦功率下,该激光器连续工作12 h,光谱输出形状未发生变化。其中在6 h内,重复频率漂移量约为25 Hz。此外,该激光器在泵浦功率为512.8 mW时,可以实现自启动,因此,这种结构简单,高重复频率的超短脉冲锁模光纤激光器是一种具有广泛应用潜力的激光源。

关键词：高重复频率超短脉冲光学混合器时间带宽积自启动

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全光纤超短脉冲掺铒光纤自相似放大系统研究

应用物理 2024年第4期14卷 166-175页

作者：夏敬华王蓟宋华溢杜沅朋长春理工大学物理学院吉林长春

本文研究了1.5 μm波段基于全光纤结构的超短脉冲掺铒光纤自相似放大器。采用正常色散的掺铒增益光纤分析脉冲在放大过程中的自相似演化过程。实验将种子源输出的重复频率为44 MHz,脉冲宽度为797 fs的信号光经预放大级,用高增益正色散... 详细信息

本文研究了1.5 μm波段基于全光纤结构的超短脉冲掺铒光纤自相似放大器。采用正常色散的掺铒增益光纤分析脉冲在放大过程中的自相似演化过程。实验将种子源输出的重复频率为44 MHz,脉冲宽度为797 fs的信号光经预放大级,用高增益正色散掺铒光纤将种子源输出的孤子脉冲整形成抛物线型脉冲,整形后的信号光通过主放大级使用双向泵浦方式将0.43 mW的种子光输出功率放大到60.14 mW,实现主放大级功率放大且光谱宽度为61.69 nm,脉冲宽度1.82 ps。最后经2.3 m长的普通单模光纤(SMF)进行压缩。最终实现了平均输出功率60.14 mW,脉冲宽度83 fs,峰值功率16.85 kW的高功率自相似超短脉冲输出。

关键词：全光纤结构自相似放大超短脉冲

基于超短电压脉冲的Cu_(2)O微区电沉积研究

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表面技术 2024年第6期53卷 183-189页

作者：麦满芳廖彬曾珊王金凤郭燕玲马信洲佛山科学技术学院物理与光电工程学院广东佛山528225 佛山科学技术学院粤港澳智能微纳光电技术联合实验室广东佛山528225 佛山科学技术学院材料科学与氢能学院广东佛山528225

目的实现基于纳秒级超短电压脉冲的Cu_(2)O微区电沉积。方法开发了可视化超短电压脉冲微区电化学加工系统,通过脉冲发生器施加纳秒长的超短电压脉冲到微电极与工作电极之间使局部极化发生,采用原位倒置光学显微镜实时监控微区电沉积的... 详细信息

目的实现基于纳秒级超短电压脉冲的Cu_(2)O微区电沉积。方法开发了可视化超短电压脉冲微区电化学加工系统,通过脉冲发生器施加纳秒长的超短电压脉冲到微电极与工作电极之间使局部极化发生,采用原位倒置光学显微镜实时监控微区电沉积的动态过程。使用扫描电子显微镜对Cu_(2)O微结构的微观形貌进行表征,研究不同加工参数,包括电极间距、脉冲长度和微电极运动速度对微区电沉积Cu_(2)O的尺寸及微观形貌的影响。结果电极间距、脉冲长度和微电极运动速度均对沉积的Cu_(2)O微圆盘的直径和晶粒形貌有显著影响。电极间距的增大,使沉积的Cu_(2)O微圆盘的直径和晶粒尺寸均有所减小。电压脉冲长度越小,Cu_(2)O微圆盘的面积越小。微电极移动的速度越快,Cu_(2)O微圆盘的直径越小,结晶性变差。电极间距为14µm、脉冲长度为30~40ns以及降低微电极运动速度能够获得轮廓清晰的微区电沉积结构。结论基于纳秒级超短电压脉冲可视化微区电化学加工系统成功地在ITO导电玻璃表面沉积了直径为50~100µm的Cu_(2)O微圆盘,为高效率Cu_(2)O基光电器件的微加工提供了简单有效的方法。

关键词：微区电沉积超短脉冲 Cu_(2)O 微结构

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超快激光多脉冲操控技术研究进展(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 61-69页

作者：罗亦杨吴壮刘雨松姚珧刘浩光孙琪真唐霞辉沈平重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 南方科技大学电子与电气工程系广东深圳518055

随着超快激光应用需求的不断增长,激光控制技术正面临越来越多的挑战,超短脉冲操控研究亟待取得进一步的突破与发展。在激光器谐振腔增益、色散、损耗、非线性等效应共同作用下,多脉冲展现出比单脉冲更为丰富的动力学现象。研究表明其... 详细信息

随着超快激光应用需求的不断增长,激光控制技术正面临越来越多的挑战,超短脉冲操控研究亟待取得进一步的突破与发展。在激光器谐振腔增益、色散、损耗、非线性等效应共同作用下,多脉冲展现出比单脉冲更为丰富的动力学现象。研究表明其内部脉冲间距、相对相位、脉冲个数等参量具有高度可控性,为提升多脉冲的操控维度提供了新思路。本文从超快激光多脉冲的操控机理出发,介绍了多脉冲动力学、实时观测技术及激光器控制方法,重点综述了基于增益调制、偏振控制、色散调控、光机械效应等多脉冲操控方案,分析了各方案的性能,并展望了多脉冲操控技术的发展前景。

关键词：超快激光超短脉冲多脉冲束缚态脉冲操控锁模激光器

用于多模态非线性光学显微成像的增益管理放大全光纤飞秒激光技术研究

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光子学报 2024年

作者：雷如梦李中超李孝燊苏俊昌刘伟中山大学中山大学物理与天文学院深圳综合粒子设施研究院

多模态非线性光学成像具有高空间和时间分辨率三维荧光成像的特性，被广泛应用于生物体功能和现象的研究。在众多多模态非线性光学成像的实验中，效率比较高的方法是使用高峰值功率、低平均功率的脉冲激光源。我们基于增益管理非线性放... 详细信息

多模态非线性光学成像具有高空间和时间分辨率三维荧光成像的特性，被广泛应用于生物体功能和现象的研究。在众多多模态非线性光学成像的实验中，效率比较高的方法是使用高峰值功率、低平均功率的脉冲激光源。我们基于增益管理非线性放大的机制，通过求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真，研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明，通过优化预啁啾量和种子光强度，可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非线性效应的共同作用下，输出光脉冲的频谱会迅速展宽数倍并带有线性啁啾，进而其脉冲可被压缩至近傅里叶变换极限。为验证该超短脉冲产生方式的可行性，采用仿真结果中的最佳参数设置，成功设计并搭建了一台高能量、短脉宽、高质量的超快光纤光源。该光源可实现中心波长为1060 nm、重复频率为35 MHz、平均功率为267.4 mW以及脉冲宽度仅为39.5 fs的激光输出，与仿真结果高度一致。同现有的超短脉冲产生方式相比，本实验装置的结构更简单，造价更低，装置更紧凑，产生光束品质更佳。

关键词：多模态非线性光学显微成像增益管理非线性放大线性啁啾极端光谱展宽超短脉冲

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超快激光多脉冲操控技术研究进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：吴壮罗亦杨刘雨松姚珧刘浩光孙琪真唐霞辉沈平重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室南方科技大学电子与电气工程系华中科技大学光学与电子信息学院

随着超快激光应用需求的不断增长，激光控制技术正面临越来越多的挑战，超短脉冲操控研究亟待取得进一步的突破与发展。在激光器谐振腔增益、色散、损耗、非线性等效应共同作用下，多脉冲展现出比单脉冲更为丰富的动力学现象。研究表明... 详细信息

随着超快激光应用需求的不断增长，激光控制技术正面临越来越多的挑战，超短脉冲操控研究亟待取得进一步的突破与发展。在激光器谐振腔增益、色散、损耗、非线性等效应共同作用下，多脉冲展现出比单脉冲更为丰富的动力学现象。研究表明其内部脉冲间距、相对相位、脉冲个数等参量具有高度可控性，为提升多脉冲的操控维度提供了新思路。本文从超快激光多脉冲的操控机理出发，介绍了多脉冲动力学、实时观测技术及激光器控制方法，重点综述了基于增益调制、偏振控制、色散调控、光机械效应等多脉冲操控方案，分析了各方案的性能，并展望了多脉冲操控技术的发展前景。

关键词：超快激光超短脉冲多脉冲束缚态脉冲操控锁模激光器

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超快激光多脉冲操控技术研究进展（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第3期 81-89页

作者：罗亦杨吴壮刘雨松姚珧刘浩光孙琪真唐霞辉沈平重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室华中科技大学光学与电子信息学院南方科技大学电子与电气工程系

关键词：超快激光超短脉冲多脉冲束缚态脉冲操控锁模激光器

1064nm超短激光脉冲的锁模获取与特性分析

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激光杂志 2024年第2期45卷 18-22页

作者：张澜万勇刘全喜张凌鹏龙幸西南技术物理研究所成都610041

为了获得1064 nm皮秒级的超短激光脉冲,探究其波形和功率特征以及泵浦功率和腔长对锁模特性的影响,使用SESAM(半导体可饱和吸收镜)设计相应的W型折叠腔实验系统进行分析,获得了重复频率为92.25 MHz的稳定锁模脉冲。实验结果表明,在腔长... 详细信息

为了获得1064 nm皮秒级的超短激光脉冲,探究其波形和功率特征以及泵浦功率和腔长对锁模特性的影响,使用SESAM(半导体可饱和吸收镜)设计相应的W型折叠腔实验系统进行分析,获得了重复频率为92.25 MHz的稳定锁模脉冲。实验结果表明,在腔长不变时,若泵浦功率过低,则锁模不会启动,若泵浦功率过高,则会观察到调Q不稳定及多脉冲现象,且在产生锁模效应的泵浦功率范围内,锁模脉冲的平均功率大小和泵浦功率大小是呈正相关的;在泵浦功率大小一定时,锁模脉冲的波形对折叠腔腔长的变化极为敏感,不足1 mm的腔长变化都会使波形出现较大的抖动,只有在一个极小的范围内才会出现稳定的梳状波。

关键词：激光技术超短脉冲被动锁模折叠腔锁模系统 SESAM

光参量啁啾脉冲放大数值模拟平台中超短脉冲聚焦模拟算法

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物理学报 2023年第9期72卷 225-233页

作者：陈经纬罗斌曾小明母杰王逍西南交通大学信息科学与技术学院成都611756 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)数值模拟平台研发涉及到光脉冲的展宽压缩、参量放大和聚焦输出等物理模型,针对其中的超短脉冲聚焦算法,本文推导给出了输出光场范围可调、并具备快速傅里叶算法的数学表达式,解决了传统菲涅尔远场衍射聚焦算... 详细信息

光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)数值模拟平台研发涉及到光脉冲的展宽压缩、参量放大和聚焦输出等物理模型,针对其中的超短脉冲聚焦算法,本文推导给出了输出光场范围可调、并具备快速傅里叶算法的数学表达式,解决了传统菲涅尔远场衍射聚焦算法面临如何提高光场分辨率和保持各波长分量计算网格大小一致的难题,为后续直接进行时频逆变换、高效分析超短脉冲聚焦后的时空耦合特性提供了便利.数值仿真结果揭示出,超短脉冲聚焦场暗环区域表现出强烈的时空耦合特征.本算法已成功应用于OPCPA数值仿真平台研发中,可望在超短激光脉冲装置的优化设计工作中发挥重要作用.

关键词：超短脉冲聚焦算法时空分布快速傅里叶变换