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[2019年IEEE欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC)- 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC)- 基于飞秒激光脉冲在重掺钬光纤中刻写π相移光纤光栅的全光纤2.07μm分布反馈激光器

DOI:10.1109/CLEOE-EQEC.2019.8873348 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:19:57
摘要: 分布式反?。―FB)光纤激光器是一种低噪声单频辐射的多功能光源,广泛应用于光谱学、光通信和传感设备领域。根据活性介质的不同,可获得多种激光波长:掺镱光纤为1.03-1.12微米,掺铒光纤为1.53-1.62微米,掺铥光纤为1.73-1.93微米。这种激光器的分布式反馈腔由特殊光纤布拉格光栅(FBG)构成——该光栅长度为20-70毫米且结构中带有相移,直接刻写在活性介质内。通常采用特殊紫外光敏光纤和相位掩模刻写技术来制备FBG。与之相比,替代性的飞秒(fs)逐点刻写技术[1]具有多项优势:1)得益于飞秒脉冲吸收的非线性机制,多种活性光纤均可作为FBG的基质材料;2)通过控制刻写过程中的飞秒脉冲频率和光纤平移速度,可轻松调节FBG周期;3)每个光纤光栅"节距"可独立刻写,这意味着能在FBG上精确设定相移值及其位置。尽管已有大量关于钬光纤激光器的研究[2],但针对DFB型钬激光器的研究尚未见报道。与此同时,此类激光源在全光纤相干光束合成系统中作为主振荡器具有巨大潜力[3]。我们报道了工作在单频模式下的2.07微米波段掺钬DFB光纤激光器的研制成果(图1a)。该激光器基于定制单模掺钬光纤,其在泵浦Yb光纤激光器波长1.125微米处的吸收系数约为43分贝/米。通过飞秒红外激光脉冲直接在活性光纤中刻写了42毫米π相移FBG作为激光器的分布式反馈腔。当泵浦功率达到350毫瓦时实现激射阈值,在4.8瓦泵浦功率下输出功率超过36毫瓦(图1b)。观测到单偏振模式运行,线宽约10千赫兹。除室温工作模式外,我们还将展示并讨论该激光器在低温(77K)及高温(>400K)条件下的运行特性。据我们所知,这是首个基于钬活性介质的全光纤DFB激光器实现方案。
作者: Alexey Wolf,Mikhail Skvortsov,Sofia Abdullina,Vladimir Kamynin,Irina Zhluktova,Alexandr Dostovalov,Vladimir Tsvetkov,Sergey Babin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究一种掺钬的分布式反?。―FB)光纤激光器的制备,该激光器工作波长为2.07微米,且运行于单频模式。

该研究成功实现了基于钬活性介质的全光纤分布反?。―FB)激光器的首次研制,其工作波长为2.07微米且处于单频运行状态。该激光器展现出优异性能:泵浦功率350毫瓦时达到激射阈值,在4.8瓦泵浦功率下输出功率超过36毫瓦,并观测到线宽约10千赫兹的单偏振模运行状态。

该研究仅限于2.07微米的特定波长及掺钬光纤的使用。虽然提及了低温和高温下的性能表现,但未作深入探讨。

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