搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于非线性偏振旋转锁模的高功率光子晶体光纤飞秒激光振荡器

张大鹏 胡明列 谢辰 柴路 王清月

引用本文:
Citation:

基于非线性偏振旋转锁模的高功率光子晶体光纤飞秒激光振荡器

张大鹏, 胡明列, 谢辰, 柴路, 王清月

A high power photonic crystal fiber laser oscillator based on nonlinear polarization rotation mode-locking

Zhang Da-Peng, Hu Ming-Lie, Xie Chen, Chai Lu, Wang Qing-Yue
PDF
导出引用
  • 为了探索大模场面积光子晶体光纤锁模激光器在全正色散锁模域内的耗散孤子锁模机理, 以获得更大的单脉冲能量和更高的峰值功率, 本文搭建了以掺镱大模场面积光子晶体光纤作为增益介质的耗散孤子锁模激光器. 激光器使用环形腔结构, 利用非线性偏振旋转以及滤光片提供的耗散作用实现了稳定的锁模运转. 实验中, 从激光器振荡级直接获得了平均功率10 W, 重复频率49.09 MHz(对应202 nJ的单脉冲能量), 脉冲宽度为1.03 ps的稳定锁模脉冲输出, 经过腔外色散补偿得到的脉冲宽度为95.5 fs.
    A high power femtosecond fiber laser based on a Yb-doped large mode area photonic crystal fiber operating in an all-normal dispersion regime is experimentally demonstrated. A ring laser cavity is used without any elements for dispersion compensation. Stable mode-locking is achieved through nonlinear polarization rotation and the dissipative function of a filter. The laser directly outputs 1.03 ps chirped pulses at a 49.09 MHz repetition rate for an average power of 10 W, corresponding to a pulse energy of 202 nJ. The pulses are compressed to 95.5 fs with a grating pair outside the cavity.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB808101, 2010CB327604), 国家自然科学基金(批准号: 61078028, 60838004), 全国优秀博士学位论文作者专项资金(批准号: 2007B34)和高等学校博士学科点专项科研基金 (批准号: 20110032110056)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant Nos. 2011CB808101 and 2010CB327604), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60838004 and 61078028), the Foundation for the Author of National Excellent Doctoral Dissertation (Grant No. 2007B34), and the Doctoral Program Foundation of Institution of Higher Education of China (Grant No. 20110032110056).
    [1]

    Baum S, Lochbrunner S, Riedle E 2004 Opt. Lett. 29 1686

    [2]

    Zhu J F, Ling W J, Wang Z H, Wang P, Sun J H, Wei Z Y, Zhang D C, Ma X W, Zhang W L 2007 Appl. Opt. 46 6228

    [3]

    Haus H A 2000 IEEE J. Select. Topics Quantum Electron 6 1173

    [4]

    Spence D E, Kean P N and Sibbett W 1991 Optics Letters 16 42

    [5]

    Fu S G, Fan W D, Zhang Q, Wang Z, Li L J, Zhang C S, Yuan S Z, Dong X Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 4262 (in Chinese) [付圣贵, 范万德, 张强, 王志, 李丽君, 张春书, 董孝义 2004 物理学报 53 4262]

    [6]

    Song Y J, Hu M L, Liu Q W, Li J Y, Chen W, Chai L, Wang Q Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 5045 (in Chinese) [宋有建, 胡明列, 刘庆文, 李进延, 陈伟, 柴路, 王清月 2008 物理学报 57 5045]

    [7]

    Limpert J, Li A, Reich M, Schreiber TNolte H, Zellmer H, Tünnermann A, Broeng J, Petersson A, Jakobsen C 2004 Opt. Express. 12 1313

    [8]

    Song Y J 2009 Ph. D Dissertation (Tianjin Univeristy)(in Chinese) [宋有建 2009 博士学位论文 (天津: 天津大学)]

    [9]

    Ortac J, Limpert A, Tünnermann A 2007 Opt. Lett. 32 2149

    [10]

    Song Y J, Hu M L, Wang C L, Tian J I, Xing E R, Chai L, Wang Q Y 2008 IEEE Photo. Tech. Lett. 20 1088

    [11]

    Chong A, Buckley J, Renninger W,Wise F 2006 Opt. Express. 14 10095

    [12]

    Song Y J,Hu X L,Zhang C,Zhao L,Wang Q Y 2008 Chin. Sci. Bull. 53 3741

    [13]

    Renninger W H, Zhang A, Wise F W 2008 Phys. Rev. A 77 023814

    [14]

    Liu X M 2009 Opt. Express. 17 22401

    [15]

    Kieu K, Renninger W H, Zhang A, Wise F W 2009 Opt. Lett. 34 593

    [16]

    Zhang X, Hu M L, Song Y J, Chai L, Wang Q Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1863 (in Chinese) [张鑫, 胡明列, 宋有建, 柴 路, 王清月 2010 物理学报 59 1863]

    [17]

    Lefranc?ois S, Kieu K, Deng Y J, Kafka J D, Wise F W 2010 Opt. Lett. 35 1569

    [18]

    Wang L R, Liu X M, Gong Y K 2010 Acta Phys. Sin. 59 6200 (in Chinese) [王擂然, 刘雪明, 宫永康 2010 物理学报 59 6200]

  • [1]

    Baum S, Lochbrunner S, Riedle E 2004 Opt. Lett. 29 1686

    [2]

    Zhu J F, Ling W J, Wang Z H, Wang P, Sun J H, Wei Z Y, Zhang D C, Ma X W, Zhang W L 2007 Appl. Opt. 46 6228

    [3]

    Haus H A 2000 IEEE J. Select. Topics Quantum Electron 6 1173

    [4]

    Spence D E, Kean P N and Sibbett W 1991 Optics Letters 16 42

    [5]

    Fu S G, Fan W D, Zhang Q, Wang Z, Li L J, Zhang C S, Yuan S Z, Dong X Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 4262 (in Chinese) [付圣贵, 范万德, 张强, 王志, 李丽君, 张春书, 董孝义 2004 物理学报 53 4262]

    [6]

    Song Y J, Hu M L, Liu Q W, Li J Y, Chen W, Chai L, Wang Q Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 5045 (in Chinese) [宋有建, 胡明列, 刘庆文, 李进延, 陈伟, 柴路, 王清月 2008 物理学报 57 5045]

    [7]

    Limpert J, Li A, Reich M, Schreiber TNolte H, Zellmer H, Tünnermann A, Broeng J, Petersson A, Jakobsen C 2004 Opt. Express. 12 1313

    [8]

    Song Y J 2009 Ph. D Dissertation (Tianjin Univeristy)(in Chinese) [宋有建 2009 博士学位论文 (天津: 天津大学)]

    [9]

    Ortac J, Limpert A, Tünnermann A 2007 Opt. Lett. 32 2149

    [10]

    Song Y J, Hu M L, Wang C L, Tian J I, Xing E R, Chai L, Wang Q Y 2008 IEEE Photo. Tech. Lett. 20 1088

    [11]

    Chong A, Buckley J, Renninger W,Wise F 2006 Opt. Express. 14 10095

    [12]

    Song Y J,Hu X L,Zhang C,Zhao L,Wang Q Y 2008 Chin. Sci. Bull. 53 3741

    [13]

    Renninger W H, Zhang A, Wise F W 2008 Phys. Rev. A 77 023814

    [14]

    Liu X M 2009 Opt. Express. 17 22401

    [15]

    Kieu K, Renninger W H, Zhang A, Wise F W 2009 Opt. Lett. 34 593

    [16]

    Zhang X, Hu M L, Song Y J, Chai L, Wang Q Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1863 (in Chinese) [张鑫, 胡明列, 宋有建, 柴 路, 王清月 2010 物理学报 59 1863]

    [17]

    Lefranc?ois S, Kieu K, Deng Y J, Kafka J D, Wise F W 2010 Opt. Lett. 35 1569

    [18]

    Wang L R, Liu X M, Gong Y K 2010 Acta Phys. Sin. 59 6200 (in Chinese) [王擂然, 刘雪明, 宫永康 2010 物理学报 59 6200]

  • [1] 赵畅, 黄千千, 黄梓楠, 戴礼龙, SergeyevSergey, RozhinAleksey, 牟成博. 偏振动态可调耗散孤子光纤激光器实验研究. 物理学报, 2020, 69(18): 184218. doi: 10.7498/aps.69.20201305
    [2] 彭万敬, 刘鹏. 基于偏振依赖多模-单模-多模光纤滤波器的波长间隔可调谐双波长掺铒光纤激光器. 物理学报, 2019, 68(15): 154202. doi: 10.7498/aps.68.20190297
    [3] 刘江, 刘晨, 师红星, 王璞. 203W全光纤全保偏结构皮秒掺铥光纤激光器. 物理学报, 2016, 65(19): 194208. doi: 10.7498/aps.65.194208
    [4] 孟祥昊, 刘华刚, 黄见洪, 戴殊韬, 邓晶, 阮开明, 陈金明, 林文雄. Ba1-xB2-y-zO4SixAlyGaz晶体和频可调谐深紫外飞秒激光器. 物理学报, 2015, 64(16): 164205. doi: 10.7498/aps.64.164205
    [5] 谢辰, 胡明列, 张大鹏, 柴路, 王清月. 基于多通单元的高能量耗散孤子锁模光纤振荡器. 物理学报, 2013, 62(5): 054203. doi: 10.7498/aps.62.054203
    [6] 陈瑰, 蒋作文, 彭景刚, 李海清, 戴能利, 李进延. 空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究. 物理学报, 2012, 61(14): 144206. doi: 10.7498/aps.61.144206
    [7] 刘华刚, 黄见洪, 翁文, 李锦辉, 郑晖, 戴殊韬, 赵显, 王继扬, 林文雄. 高功率全正色散锁模掺Yb3+双包层光纤飞秒激光器. 物理学报, 2012, 61(15): 154210. doi: 10.7498/aps.61.154210
    [8] 王文睿, 于晋龙, 韩丙辰, 郭精忠, 罗俊, 王菊, 刘毅, 杨恩泽. 基于高非线性光纤中非线性偏振旋转效应的全光逻辑门研究. 物理学报, 2012, 61(8): 084214. doi: 10.7498/aps.61.084214
    [9] 方晓惠, 胡明列, 宋有建, 谢辰, 柴路, 王清月. 多芯光子晶体光纤锁模激光器. 物理学报, 2011, 60(6): 064208. doi: 10.7498/aps.60.064208
    [10] 张鑫, 胡明列, 宋有健, 柴路, 王清月. 大模场面积光子晶体光纤耗散孤子锁模激光器. 物理学报, 2010, 59(3): 1863-1869. doi: 10.7498/aps.59.1863
    [11] 宋有建, 胡明列, 谢辰, 柴路, 王清月. 输出近百纳焦耳脉冲能量的光子晶体光纤锁模激光器. 物理学报, 2010, 59(10): 7105-7110. doi: 10.7498/aps.59.7105
    [12] 张驰, 胡明列, 宋有建, 张鑫, 柴路, 王清月. 自由耦合输出的大模场面积光子晶体光纤锁模激光器. 物理学报, 2009, 58(11): 7727-7734. doi: 10.7498/aps.58.7727
    [13] 王建明, 段开椋, 王屹山. 两光纤激光器相干合成的实验研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5627-5631. doi: 10.7498/aps.57.5627
    [14] 刘卫华, 宋啸中, 王屹山, 刘红军, 赵 卫, 刘雪明, 彭钦军, 许祖彦. 飞秒激光脉冲在高非线性光子晶体光纤中产生超连续谱的实验研究. 物理学报, 2008, 57(2): 917-922. doi: 10.7498/aps.57.917
    [15] 宋有建, 胡明列, 刘博文, 柴 路, 王清月. 高能量掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤孤子锁模飞秒激光器. 物理学报, 2008, 57(10): 6425-6429. doi: 10.7498/aps.57.6425
    [16] 刘卫华, 王屹山, 刘红军, 段作梁, 赵 卫, 李永放, 彭钦军, 许祖彦. 初始啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中超连续谱产生的影响. 物理学报, 2006, 55(4): 1815-1820. doi: 10.7498/aps.55.1815
    [17] 贾亚青, 闫培光, 吕可诚, 张铁群, 朱晓农. 高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲的传输特性和超连续谱产生机制的实验研究及模拟分析. 物理学报, 2006, 55(4): 1809-1814. doi: 10.7498/aps.55.1809
    [18] 娄淑琴, 任国斌, 延凤平, 简水生. 类矩形芯光子晶体光纤的色散与偏振特性. 物理学报, 2005, 54(3): 1229-1234. doi: 10.7498/aps.54.1229
    [19] 韩海年, 魏志义, 张 军, 聂玉昕. 飞秒钛宝石激光脉冲的载波包络相移测量研究. 物理学报, 2005, 54(1): 155-158. doi: 10.7498/aps.54.155
    [20] 成纯富, 王晓方, 鲁 波. 飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输和超连续谱产生. 物理学报, 2004, 53(6): 1826-1830. doi: 10.7498/aps.53.1826
计量
  • 文章访问数:  6576
  • PDF下载量:  969
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-28
  • 修回日期:  2011-05-12
  • 刊出日期:  2012-02-05

/

返回文章
返回