- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
[IEEE 2019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欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用光学注入和脉冲增益开关实现半导体激光器光学频率梳生成
摘要： 光学频率梳（OFC）发生器是一种能发射具有等间距光学频率群的相干辐射的激光源。光学频率梳已广泛应用于光通信、射频光子学和红外光谱等多个领域。重复频率相对较低的光学频率梳（100-1000 MHz）特别适用于双梳光谱应用。已有研究报道采用正弦激励的增益开关（GS）半导体激光器产生低重复频率光学频率梳用于光谱分析。另一方面，虽然脉冲激励增益开关产生超短光脉冲的技术已被证实，但据我们所知尚未应用于光学频率梳生成。本研究采用脉冲增益开关结合光注入（OI）技术产生低重复频率光学频率梳，在噪声、平坦度和带宽方面展现出优异性能。该光学频率梳发生器基于主从配置架构：从激光器（SL）采用离散模式激光器（DML），通过偏置电流与脉冲模式发生器提供的方波信号组合驱动实现增益开关操作（不同占空比及驱动条件）。高分辨率光谱采用布里渊光谱分析仪（BOSA）进行分析。
关键词： 光学频率梳、脉冲增益开关、半导体激光器、双梳光谱技术、光注入
更新于2025-09-16 10:30:52
-
[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 次谐波调制促进的光注入种子光频梳生成
摘要： 基于频率重频移技术产生的光学频率梳具有更多超短光脉冲和更好的平坦度，但存在梳线间相位关系不确定及载波噪声较大的问题[7]。本研究提出一种基于次谐波调制辅助的基本光注入系统产生光学频率梳的新方案，该方案具有结构简单、平坦度良好、梳齿间距与梳线可调灵活、相位关系确定以及载波噪声更低的特点。
关键词： 次谐波调制、光注入、非线性周期一振荡态、光学频率梳
更新于2025-09-16 10:30:52
-
[IEEE 2019年国际频率控制研讨会与欧洲频率和时间论坛联合会议（EFTF/IFC） - 美国佛罗里达州奥兰多（2019.4.14-2019.4.18）] 2019年IEEE国际频率控制研讨会与欧洲频率和时间论坛联合会议（EFTF/IFC） - 国家时间标准中心全保偏光纤激光器用于飞秒脉冲产生
摘要： 我们报道了一种基于全保偏光纤非线性光学镜的稳定锁模飞秒光纤激光器。通过利用集成非互易器件引入π/2相位偏置，实现了自启动的稳定运行。在单脉冲工作区，激光器直接输出87.7 MHz重复频率下3.15 mW的功率，对应脉冲能量为37 pJ。最大输出功率时中心波长为1585 nm，光谱带宽为25 nm。我们还评估了该锁模激光器的相对强度噪声。
关键词： 飞秒脉冲，光学频率梳，锁模光纤激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
-
[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） - 非中心对称光学微腔中的频率梳产生与转换
摘要： 光学频率梳已成为光学精密测量的关键技术[1]，在宽带高分辨率分子光谱学领域具有巨大潜力[2]，并有望推动未来光钟的发展[3]。对于低功耗、紧凑型和移动应用场景，高重复频率梳状光源（如连续波泵浦克尔梳[4]和基于三阶非线性的孤子频率梳[5]）展现出独特优势。目前这类频率梳大多工作在1550纳米附近的近红外波段，主要受材料色散特性限制。然而从天文光谱学到光钟量子物理，再到分子传感等诸多应用领域，都需要工作在紫外（UV）、可见光（VIS）和中红外（MIR）波段的频率梳[3,6-8]。本文提出了实现该目标的多种技术路径：首先采用具有二阶非线性的同步泵浦高Q值回音壁模式谐振腔，通过工程化准相位匹配结构，将21GHz高重复频率近红外频率梳同步转换为可见光与紫外波段（图1(a)）；进一步通过简并光学参量振荡（OPO）可产生原始梳状光源的中红外次谐波，非简并OPO更能实现波长可调的信号光梳与闲频光梳。这些成果为构建单微谐振腔内横跨紫外、可见光、近红外和中红外波段的相位相干频率梳链路奠定了基础，有望实现无需倍频程光谱（如3f-4f干涉仪）的低功耗自参考频率梳。此外，我们还展示了基于少模光学微谐振腔二阶非线性的频率梳初步成果（图1(b)），这类梳状光源不仅能拓展至非近红外波段，更具备克尔微梳难以实现的快速电光调谐优势。
关键词： 光学频率梳、非线性光学、微谐振器、频率转换
更新于2025-09-12 10:27:22
-
[IEEE 2019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欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用单个自由运转MIXSEL产生双频梳实现乙炔的双梳光谱测量
摘要： 双梳光谱技术结合了传统傅里叶变换红外光谱（FTIR）的优势与多外差拍频检测的测量速度、稳定性及精度。两条具有微小线间距差异的光学频率梳（OFC）在光电探测器上拍频，将光学频谱转换至更易处理的射频（RF）域。该技术实现了无需移动部件的宽带高精度光谱仪，具有测量时间短的特点，但需要两台噪声性能优良且相互锁定的OFC，这对技术提出了挑战。双梳锁模光泵半导体盘激光器（SDL）大幅简化了系统结构。锁模集成外腔面发射激光器（MIXSEL）作为超快SDL的特殊类型，将半导体增益介质与可饱和吸收体集成于单外延结构中，可在简单直腔内实现锁模。最新研究已将锁模光学带宽提升至10纳米以上，脉冲宽度低于150飞秒。通过腔内双折射晶体，初始非偏振光束被分离至MIXSEL芯片上两个可独立泵浦的点位。该双梳MIXSEL采用两端镜（即MIXSEL芯片与输出耦合器OC）构成的直线型谐振腔，从同一高本征互相干腔中发射出线间距微小差异的两束正交偏振OFC。本文展示了1030纳米（290太赫兹）自由运转双梳MIXSEL对乙炔分子的双梳光谱测量。该激光器提供超过10纳米的光谱分析可用带宽，在2.73吉赫兹分辨率下能精确分辨各吸收谱线。无需主动稳频与锁定电子器件，经事后波长校准后，实验获得的双梳透射谱线与HITRAN 2016数据库计算的乙炔特征透射包络完全逐线吻合。观测迹线与HITRAN参考光谱的残差及其0.028的标准偏差，证实该双梳光谱仪具有优异的透射强度测量精度。
关键词： 光学频率梳，MIXSEL，乙炔，双梳光谱技术，HITRAN数据库
更新于2025-09-12 10:27:22
-
[2019年欧洲激光与电光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年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 用于快速精确距离测量的单台自由运行双梳MIXSEL
摘要： 科学与技术中的多外差技术为双梳光谱学、激光雷达（LIDAR）等应用领域带来了无与伦比的精度优势。采用双梳半导体盘形激光器（SDL）可显著提升系统复杂度、性能与成本效益。通过将垂直外腔面发射激光器（VECSEL）的有源半导体增益介质与半导体可饱和吸收镜（SESAM）的可饱和吸收体集成于同一外延结构，形成了锁模集成外腔面发射激光器（MIXSEL）。该器件能在简易直腔结构中实现锁模。借助腔内两块双折射晶体，初始非偏振的腔内光束按偏振方向分离。当对半导体芯片上的两个泵浦点进行光学激励时，双梳MIXSEL会发射出两束正交偏振的光学频率梳（OFC），其脉冲重复频率存在可自由调节的微小差异。共腔结构使两路频率梳天然具备高度互相关性，这使得双梳MIXSEL成为双梳光谱学及其他可现场部署的多外差拍频技术的理想光源。
关键词： 半导体盘形激光器、光学频率梳、多外差技术、双梳光谱学、MIXSEL（半导体磁盘激光器）、SESAM（半导体可饱和吸收镜）、VECSEL（垂直外腔面发射激光器）、激光雷达
更新于2025-09-12 10:27:22
-
[2019年欧洲激光与电光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年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 光学频率梳光声光谱技术
摘要： 基于连续波（cw）激光器的光声光谱技术（PAS）能在小体积样品中实现高吸收灵敏度[1,2]，但由于连续波激光器调谐范围有限，通常仅适用于单组分检测。虽然已有研究通过结合非相干光源[3]或超连续光源[4]与悬臂梁增强探测器，并采用传统傅里叶变换光谱仪（FTS）调制，实现了宽带光声光谱，但其光谱分辨率仅达数厘米-1量级。本研究首次报道了光学频率梳光声光谱技术（OFC-PAS），该技术将频率梳的宽光谱覆盖与高分辨率特性，同光声检测的小体积优势相结合[5]。实验装置采用飞秒Tm:光纤激光器（重复频率125 MHz）泵浦的双共振光学参量振荡器，其3.3 μm中心波长的信号输出经FTS以~500 Hz频率调制。FTS的一路输出（4.8 mW信号功率）导入容积8 mL的10 cm长悬臂梁增强光声池（Gasera PA201），另一路经光电探测器测量用于光声光谱归一化。图1(a)红色曲线显示在1000 mbar气压、1 GHz分辨率下（未平均，200秒采集），N2中100 ppm CH4的C-H伸缩振动带室温OFC-PAS光谱（左轴）。蓝色曲线为基于HITRAN数据库参数的模拟吸收系数（右轴）。图1(b)(c)分别展示1000 mbar和400 mbar气压下Q支区域的细节，证实了高光谱分辨率、无仪器线型畸变且与模拟结果高度吻合。根据1000 mbar气压下3058 cm-1甲烷谱线的信噪比计算，当功率谱密度为42 μW/cm-1时，200秒检测限（LOD）达0.8 ppm。该灵敏度与其他宽带PAS方法相当[3,4]，但OFC-PAS分辨率提升超过两个数量级。1000 mbar气压下归一化等效噪声吸收系数为8×10-10 W cm-1 Hz-1/2，与连续波激光PAS报道值相当[2]。因此，OFC-PAS拓展了光学传感器在小体积样品中实现高分辨率多组分痕量气体分析的能力。
关键词： 高分辨率光谱学、光学频率梳、痕量气体分析、光声光谱学
更新于2025-09-12 10:27:22
-
[2019年欧洲激光与电光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年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 相位失配二次谐波产生克尔类光学频率梳的动力学研究
摘要： 过去十年间，非线性谐振腔中产生光学频率梳的能力引发了广泛关注。尽管多数研究聚焦于三阶克尔非线性主导的谐振腔，近期研究表明二阶非线性效应同样能实现频率梳生成。实验工作特别证明，在存在和不存在相位失配的情况下，驱动谐振腔均可通过二次谐波产生（SHG）形成频率梳。迄今为止的理论研究几乎完全集中于完美相位匹配情形——这一侧重颇为意外，因为众所周知相位失配的SHG会产生强有效克尔非线性系数，且其符号可通过相位失配调控。本文从理论与数值层面研究了相位失配SHG条件下谐振腔内类克尔频率梳的生成机制。研究表明：当相位失配极大时，描述腔内SHG的方程会趋近于克尔非线性谐振腔的Lugiato-Lefever方程，此时产生的有效克尔非线性系数仍可超越典型熔融石英微腔数值。关键的是，负相位失配将导致负克尔系数，这暗示了正常色散区实现类克尔频率梳的可能性。结论表明：在极大相位失配条件下，受相位失配SHG作用的谐振腔可呈现纯克尔腔动力学特性；此外我们发现，即便在中等相位失配值时仍会出现局域孤子态。
关键词： 克尔非线性、光学频率梳、二次谐波产生、相位失配、孤子
更新于2025-09-12 10:27:22
-
[2019年IEEE欧洲激光与电光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年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 增益开关半导体激光器中光学频率梳产生的分析
摘要： 光学频率梳（OFC）发生器是一种能发射等间距光频谱的激光源。这类光源已应用于光谱学[1]和光通信[2]等多个领域。在半导体激光器产生OFC的三种主要技术（增益开关、电光调制和锁模）中，增益开关（GS）因其重复频率选择简单、易于实现且成本低廉而备受关注。本文系统全面地对比分析了半导体激光器采用GS技术产生OFC的特性。我们基于包含非线性饱和效应和朗之万噪声的三个随机微分方程理论模型来模拟实验结果，通过研究实验与模拟响应来识别GS-OFC产生过程中的主要物理机制。采用基于相对强度噪声（RIN）谱测量[5]的实验表征方法提取模型参数。该OFC发生器由离散模式激光器（DML）构成，通过偏置电流和正弦信号驱动其工作在GS模式，并使用布里渊光谱分析仪（BOSA）测量高分辨率光谱。
关键词： 光学频率梳、光谱学、光通信、半导体激光器、增益开关
更新于2025-09-12 10:27:22
-
[IEEE 2019欧洲激光与电光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年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 径向极化铌酸锂微谐振器中的飞秒驱动上转换
摘要： 目前，已有多种技术被开发用于产生光学频率梳（OFC），但锁模激光器（MLL）OFC仍是应用最广泛且商业化程度最高的方案[1]。尽管锁模激光器能够产生具有飞秒脉冲持续时间的高峰值功率OFC，但由于多种原因，其直接应用有时仍面临挑战。首先，锁模激光器通常产生的OFC重复频率（fr）低于1 GHz，因此在电信、天文频率梳等应用中需要对非目标模式进行额外滤波。其次，许多光谱区域——即中红外、可见光和紫外波段——难以通过锁模激光器直接获取，这意味着需要借助外部参量上下转换?；诙祝é?2)）非线性晶体的高Q值光学微腔为此类光谱转换提供了一个极具前景的平台，它们不仅能实现所需的光谱转换，还为系统微型化开辟了新途径。此外，这类微腔支持具有极低模式体积的回音壁模式，从而增强非线性（χ(2)）过程。相比现有体材料方案，这是其显著优势。
关键词： 锁模激光器、微谐振腔、二次谐波产生、飞秒脉冲、光学频率梳
更新于2025-09-12 10:27:22