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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) (2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 掺钕光纤激光器的自扫描运行

DOI:10.1109/cleoe-eqec.2019.8871796 出版年份:2019 更新时间:2025-09-11 14:15:04
摘要: 2011年首次观测到光纤激光器中的自诱导激光频率扫描(简称"自扫描")效应[1]。该现象中激光器产生自维持脉冲,其频率逐脉冲单向缓慢漂移,达到扫描区域边界后跳回。这种自扫描工作原理基于长寿命动态相位光栅与增益光栅的形成——这些光栅与线形腔内驻波场诱导的有源介质粒子数反转调制相关联[2]。由先前产生的纵模在腔内刻写的动态光栅,其留存时间远超单模寿命,从而影响后续光谱成分的产生。凭借超过10纳米的宽扫描范围与结构简单性,自扫描光纤激光器成为可调谐辐射应用的理想光源。该激光器无需任何调谐元件与电驱动频率调节装置,是最简单的可调谐激光器类型。目前已发现几乎所有常见光纤(镱[1-2]、铋[3]、铒[4]、钬[5]和铥[6]掺杂光纤)都存在自扫描现象。需特别指出,迄今自扫描效应仅在准三能级激光系统中得到验证。本文首次报道基于四能级系统的钕激光器自扫描现象:采用805纳米多模激光二极管泵浦3米长掺钕光纤,由高反光纤环形镜与垂直切割光纤端面构成谐振腔,通过两个光纤Lyot滤波器和10纳米带通滤波器限制扫描范围。在1.06微米波段观测到最大1.8纳米的自诱导光谱动态变化(图1a)。激光器产生周期性脉冲(图1b),每个脉冲包含经单频探测光外差验证的单纵模辐射,其频率逐脉冲变化约7.5兆赫兹(激光器的一个纵模间隔)。扫描速率随泵浦功率提升至10纳米/秒,输出功率超过600毫瓦。预期该掺钕光纤可在0.93微米新波段(非标准1.06微米)实现自扫描工作。
作者: Ekaterina K. Kashirina,Ivan A. Lobach,Sergey I. Kablukov
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研究概述 实验方案 设备清单

首次在基于钕的四能级激光系统中展示了自扫描操作。

该研究首次成功展示基于钕的四能级激光系统中的自扫描运行,扫描范围高达1.8纳米,输出功率超过600毫瓦。这为需要可调谐辐射的应用开辟了新可能。

迄今为止,自扫描操作仅在准三能级激光系统中得到证实,而本研究首次在基于钕的四能级系统中实现了这一现象。

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