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

全啁啾镜色散补偿的亚8 fs钛宝石激光器

范海涛 王胭脂 王兆华 叶蓬 胡国行 秦爽 何会军 易葵 邵建达 魏志义

引用本文:
Citation:

全啁啾镜色散补偿的亚8 fs钛宝石激光器

范海涛, 王胭脂, 王兆华, 叶蓬, 胡国行, 秦爽, 何会军, 易葵, 邵建达, 魏志义

All chirped mirrors long-term stable sub-8 fs Ti:sapphire oscillator

Fan Hai-Tao, Wang Yan-Zhi, Wang Zhao-Hua, Ye Peng, Hu Guo-Hang, Qin Shuang, He Hui-Jun, Yi Kui, Shao Jian-Da, Wei Zhi-Yi
PDF
导出引用
  • 报道了一种基于全啁啾镜腔内色散补偿的、可长期稳定运行的亚8 fs钛宝石激光器.在4 W绿光抽运下, 可获得300 mW、86 MHz脉冲输出.腔内用于色散补偿的两对啁啾镜是国内自主设计自行镀膜的, 其对色散的精确控制可以在腔内不加尖劈对的情况下获得半宽超过150 nm超宽带输出.利用腔外色散补偿, 脉冲宽度被压缩至7.9 fs, 这是目前采用国产啁啾镜获得的最短脉宽, 也是无尖劈对谐振腔获得的最短脉宽.同时, 利用电路系统提供实时反馈调节, 可保证钛宝石激光器长期稳定运行, 24 h内功率抖动约0.6%.
    A long-term stable sub-8 fs Ti:sapphire oscillator based on domestic chirped mirrors is reported. It outputs 300 mW mode-locked pulses at 86 MHz under 4 W pump power. The second order and third order of dispersion introduced by the components of the oscillator are analyzed. Two pairs of domestically designed and fabricated chirped mirrors are utilized to compensate the dispersion introduced by the crystal and the air in cavity. By precisely controlling the dispersion of chirp mirrors, the output pulses have an ultra-broad bandwidth exceeding 150 nm (FWHM) without the insertion of wedges. With the assistance of extra-cavity dispersion compensation, a pulse duration of 7.9 fs is achieved. This is the shortest pulse duration ever reported by using domestic chirped mirrors, and the shortest pulse duration achieved without intra-cavity wedges, to the best of our knowledge. Structure design and electronic feed-back loops are employed to improve the stability of the oscillator passively and actively, respectively. With the assistance of piezoelectric ceramic, the power stability within 24 h is measured to be 0.6%, which is significantly better than that without them.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CB922402)、国家重大科学仪器设备开发专项基金(批准号: 2012YQ120047)和国家自然科学基金(批准号:11174361)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the State Key Development Program for Basic Research of China (Grant No. 2013CB922402), the Special Foundation of State Major Scientific Instrument and Equipment Development of China (Grant No. 2012YQ120047), and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11174361).
    [1]

    Spence D E, Kean P N, Sibbett W 1991 Opt. Lett. 16 42

    [2]

    Gilbertson S, Chini M, Feng X, Khan S, Wu Y, Chang Z 2010 Phys. Rev. Lett. 105 263003

    [3]

    Zhao K, Zhang Q, Chini M, Wu Y, Wang X, Chang Z 2012 Opt. Lett. 37 3891

    [4]

    Udem T, Holzwarth R, Hansch T W 2002 Nature 416 233

    [5]

    Crespo H M, Birge J R, Falcao-Filho E L, Sander M Y, Benedick A, Kartner F X 2008 Opt. Lett. 33 833

    [6]

    Zhao Y Y, Wang P, Zhang W, Tian J R, Wei Z Y 2007 Sci. China: Phys. Mech. Astron. 37 123 (in Chinese) [赵研英, 王鹏, 张炜, 田金荣, 魏志义 2007 中国科学G 37 123]

    [7]

    Song Y J, Hu M L, Wang Y Z, Shao J D, Jin Y X, Chai L, Fan X Z, Wang Q Y 2010 Acta Opt. Sin. 30 3215 (in Chinese) [宋有建, 胡明列, 王胭脂, 邵建达, 晋云霞, 柴路, 范修正, 王清月 2010 光学学报 30 3215]

    [8]

    Zhang Q, Zhao Y Y, Wei Z Y 2009 Chin. Phys. Lett. 26 044208

    [9]

    Zhang L, Han H N, Zhang Q, Wei Z Y 2012 Chin. Phys. Lett. 29 114208

    [10]

    Jung I D, Kartner F X, Matuschek N, Sutter D H, Morier-Genoud F, Zhang G, Keller U 1997 Opt. Lett. 22 1009

    [11]

    Morgner U, Kartner F X, Cho S H, Chen Y, Haus H A, Fujimoto J G, Ippen E P 1999 Opt. Lett. 24 411

    [12]

    Wang Y Z, Shao J D, Yi K, Qi H J, Wang D, Leng Y X 2013 Acta Phys. Sin. 62 204207 (in Chinese) [王胭脂, 邵建达, 易葵, 齐红基, 王玎, 冷雨欣 2013 物理学报 62 204207]

    [13]

    Liao R, Wen J H, Liu Z G, Deng L, Zhang H C, Lai T S, Lin W Z 2002 Chin. Sci. Bull. 47 345 (in Chinese) [廖睿, 文锦辉, 刘智刚, 邓莉, 张海潮, 赖天树, 林位株 2002 科学通报 47 345]

  • [1]

    Spence D E, Kean P N, Sibbett W 1991 Opt. Lett. 16 42

    [2]

    Gilbertson S, Chini M, Feng X, Khan S, Wu Y, Chang Z 2010 Phys. Rev. Lett. 105 263003

    [3]

    Zhao K, Zhang Q, Chini M, Wu Y, Wang X, Chang Z 2012 Opt. Lett. 37 3891

    [4]

    Udem T, Holzwarth R, Hansch T W 2002 Nature 416 233

    [5]

    Crespo H M, Birge J R, Falcao-Filho E L, Sander M Y, Benedick A, Kartner F X 2008 Opt. Lett. 33 833

    [6]

    Zhao Y Y, Wang P, Zhang W, Tian J R, Wei Z Y 2007 Sci. China: Phys. Mech. Astron. 37 123 (in Chinese) [赵研英, 王鹏, 张炜, 田金荣, 魏志义 2007 中国科学G 37 123]

    [7]

    Song Y J, Hu M L, Wang Y Z, Shao J D, Jin Y X, Chai L, Fan X Z, Wang Q Y 2010 Acta Opt. Sin. 30 3215 (in Chinese) [宋有建, 胡明列, 王胭脂, 邵建达, 晋云霞, 柴路, 范修正, 王清月 2010 光学学报 30 3215]

    [8]

    Zhang Q, Zhao Y Y, Wei Z Y 2009 Chin. Phys. Lett. 26 044208

    [9]

    Zhang L, Han H N, Zhang Q, Wei Z Y 2012 Chin. Phys. Lett. 29 114208

    [10]

    Jung I D, Kartner F X, Matuschek N, Sutter D H, Morier-Genoud F, Zhang G, Keller U 1997 Opt. Lett. 22 1009

    [11]

    Morgner U, Kartner F X, Cho S H, Chen Y, Haus H A, Fujimoto J G, Ippen E P 1999 Opt. Lett. 24 411

    [12]

    Wang Y Z, Shao J D, Yi K, Qi H J, Wang D, Leng Y X 2013 Acta Phys. Sin. 62 204207 (in Chinese) [王胭脂, 邵建达, 易葵, 齐红基, 王玎, 冷雨欣 2013 物理学报 62 204207]

    [13]

    Liao R, Wen J H, Liu Z G, Deng L, Zhang H C, Lai T S, Lin W Z 2002 Chin. Sci. Bull. 47 345 (in Chinese) [廖睿, 文锦辉, 刘智刚, 邓莉, 张海潮, 赖天树, 林位株 2002 科学通报 47 345]

  • [1] 胡克艳, 徐军, 唐慧丽, 李红军, 邹宇琦, 苏良碧, 陈伟超, 于海欧, 杨秋红. 铁钛共掺强韧化蓝宝石晶体的研究. 物理学报, 2013, 62(6): 066201. doi: 10.7498/aps.62.066201
    [2] 王胭脂, 邵建达, 易葵, 齐红基, 王玎, 冷雨欣. 宽带啁啾镜对的设计和制备. 物理学报, 2013, 62(20): 204207. doi: 10.7498/aps.62.204207
    [3] 管东波, 毛健. Magnli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(1): 017102. doi: 10.7498/aps.61.017102
    [4] 葛绪雷, 马景龙, 郑轶, 鲁欣, 蒋刚, 李玉同, 魏志义, 张杰. 多脉冲序列飞秒钛宝石激光的啁啾脉冲放大. 物理学报, 2012, 61(21): 214206. doi: 10.7498/aps.61.214206
    [5] 马群, 章岳光, 沈伟东, 罗震岳, 张青, 张淑娜, 叶蓬, 袁文佳, 刘旭, 魏志义. 钛宝石飞秒激光器用色散补偿Gires-Tournois镜的研究. 物理学报, 2011, 60(2): 027804. doi: 10.7498/aps.60.027804
    [6] 王胭脂, 邵建达, 董洪成, 晋云霞, 贺洪波, 易葵, 范正修, 宋有建, 胡明列, 柴路, 王清月. 钛宝石激光器9.5 fs脉冲输出中的啁啾镜色散补偿. 物理学报, 2011, 60(1): 018101. doi: 10.7498/aps.60.018101
    [7] 赵研英, 韩海年, 滕浩, 魏志义. 采用多通腔望远镜谐振腔结构的10MHz重复频率飞秒钛宝石激光器特性研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1709-1714. doi: 10.7498/aps.58.1709
    [8] 曹士英, 张志刚, 柴 路, 王清月. 钛宝石飞秒激光振荡器的稳定性改善. 物理学报, 2008, 57(5): 2971-2975. doi: 10.7498/aps.57.2971
    [9] 韩海年, 张 炜, 王 鹏, 李德华, 魏志义, 沈乃澂, 聂玉昕, 高玉平, 张首刚, 李师群. 飞秒钛宝石光学频率梳的精密锁定. 物理学报, 2007, 56(5): 2760-2764. doi: 10.7498/aps.56.2760
    [10] 冯伟伟, 林礼煌, 王文耀, 李儒新, 汪丽春. 用钛宝石再生放大器产生高重复率啁啾脉冲列. 物理学报, 2007, 56(7): 3955-3960. doi: 10.7498/aps.56.3955
    [11] 田金荣, 韩海年, 赵研英, 王 鹏, 张 炜, 魏志义. 基于啁啾镜色散补偿技术的超宽带飞秒激光脉冲. 物理学报, 2006, 55(9): 4725-4728. doi: 10.7498/aps.55.4725
    [12] 王 专, 王清月, 宋有建, 邢岐荣, 柴 路. 含负克尔效应半导体可饱和吸收镜的五镜腔飞秒钛宝石激光器的理论分析. 物理学报, 2005, 54(11): 5164-5167. doi: 10.7498/aps.54.5164
    [13] 吴 光, 周春源, 陈修亮, 韩晓红, 曾和平. 长距离长期稳定的量子密钥分发系统. 物理学报, 2005, 54(8): 3622-3626. doi: 10.7498/aps.54.3622
    [14] 谢旭东, 王清月, 柴 路. 频域标定飞秒脉冲干涉自相关迹及钛宝石振荡器实时啁啾监测. 物理学报, 2005, 54(8): 3657-3660. doi: 10.7498/aps.54.3657
    [15] 田金荣, 魏志义, 王 鹏, 赵玲慧, 王兆华, 张 军, 韩海年, 张 杰. 亚飞秒被动同步掺钛蓝宝石激光器. 物理学报, 2005, 54(1): 129-133. doi: 10.7498/aps.54.129
    [16] 王屹山, 刘红军, 程 昭, 赵 卫, 王勇刚, 马骁宇, 张志刚. 利用SBR实现自启动锁模钛宝石飞秒激光脉冲的产生. 物理学报, 2005, 54(11): 5184-5188. doi: 10.7498/aps.54.5184
    [17] 王 专, 王清月, 韩英魁, 曹士英, 张志刚, 柴 路. 直接从钛宝石激光器获得超连续光谱. 物理学报, 2004, 53(10): 3375-3378. doi: 10.7498/aps.53.3375
    [18] 孙涛, 黄锦圣, 张伟力, 王清月. 输出13.5fs激光脉冲的非共线式光参量放大器. 物理学报, 2002, 51(10): 2281-2285. doi: 10.7498/aps.51.2281
    [19] 章若冰, 王清月, 边自鹏, 梁宏业, 庞冬青, 孙敬华. 低抽运三镜腔自锁模掺钛蓝宝石激光器的理论与实验研究. 物理学报, 2000, 49(4): 756-761. doi: 10.7498/aps.49.756
    [20] 张树葵, 文国庆, 周丕璋, 王晓东, 满永在, 彭翰生, 王清月. 双向抽运钛宝石啁啾脉冲激光多通放大的理论与实验研究. 物理学报, 1997, 46(5): 908-914. doi: 10.7498/aps.46.908
计量
  • 文章访问数:  4648
  • PDF下载量:  166
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-31
  • 修回日期:  2015-01-28
  • 刊出日期:  2015-07-05

/

返回文章
返回