光子晶体光纤飞秒激光非线性放大系统的耦合动力学过程研究

石俊凯; 柴路; 赵晓薇; 李江; 刘博文; 胡明列; 栗岩锋; 王清月

doi:10.7498/aps.64.094203

摘要

构建了掺镱大模场面积单偏振光子晶体光纤飞秒激光非线性放大系统. 讨论了腔内净色散量和抽运功率对振荡级输出参数的影响和振荡级参数对放大级输出参数的影响. 在本实验条件下, 当腔内净色散量取较大负色散时, 振荡级直接输出的脉冲更宽, 且携带更少的啁啾. 当振荡级抽运4.53 W时, 选择最接近变换极限的脉冲作为种子脉冲, 放大级在60 W抽运时输出压缩后无基底的短脉冲, 宽度为45.7 fs, 平均功率28 W. 振荡级抽运功率增加到5.08 W, 放大级抽运70 W时, 获得最高输出功率34.5 W, 对应脉宽53.5 fs.

关键词:

Abstract

A femtosecond laser single-stage nonlinear amplification system composed of Yb-doped large-mode-area single-polarization photonic crystal fibers is demonstrated. Effects of net cavity dispersion and pump power on oscillator output parameters and the evolution dynamics of the amplified pulse after compression are discussed for different seed pulse parameters. Under the experimental conditions in this paper, the longer and less chirped pulses are obtained with a larger negative net intracavity dispersion in the oscillator. When a nearly-transform-limited pulse is chosen as seed pulse nder the condition of oscillator pump power of 4.53 W, the shortest nearly-pedestal-free amplified pulse is achieved under the amplifier pump power of 60 W after the dispersion is compensated by a grating pair, in which the pulse duration is 45.7 fs with an average power of 28 W at a refletition frequency of 42 MHz. When the oscillator pump power is increased to 5.08 W and most nearly-transform-limited pulses under the pump condition are selected as the seed pulses, the maximum average power of 34.5 W with a duration of 53.5 fs is obtained at an amplifier pump power of 70 W.

Keywords:

large-mode-area photonic crystal fiber /
femtosecond laser amplification /
nonlinear amplification /
self-phase modulation

作者及机构信息

1.
天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术教育部重点实验室, 超快激光研究室, 天津 300072;

2.
天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室, 天津 300072

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB327604, 2011CB808101, 2014CB339800)、国家自然科学基金(批准号: 61377041, 61322502, 61377047, 61027013), 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20110032110056)和长江学者和创新团队发展计划(批准号: IRT13033)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Ultrafast Laser Laboratory, Key Laboratory of Optoelectronics Information Technique, Ministry of Education, School of Precision Instrument and Optoelectronic Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China;

2.
MOEMS Education Ministry Key Laboratory, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Funds: Project supported in part by the National Basic Research Program of China (Grant Nos. 2010CB327604, 2011CB808101, 2014CB339800), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61377041, 61322502, 61377047, 61027013), the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20110032110056), and the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University of China (Grant No. IRT13033).

参考文献

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施引文献

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