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[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) - 1750纳米全光纤系统实现35飞秒230千瓦峰值功率脉冲输出
摘要： 超短（<70飞秒）的短波红外（>1.55微米）脉冲在许多应用中极具吸引力，例如三光子显微镜1、频率计量学2或高次谐波产生3。孤子自压缩是实现这一目的的有效效应，因为无需外部压缩光学元件，直接从光纤中就能获得亚50飞秒的脉冲压缩。在约2微米波长处，全固态4或充气体5空芯光子晶体光纤已展示了高能量下的自压缩。然而，后者的演示仅限于铥发射带，以便在低非线性介质中实现孤子自压缩效应。在本通讯中，我们展示了一种紧凑的单片全光纤超短（35飞秒）脉冲源，该脉冲源基于拉曼诱导的孤子自频移（SSFS）和孤子自压缩（SSC），发射波长在1.65至2微米之间，位于常规激光波段之外。
关键词： 超短脉冲、孤子自压缩、拉曼诱导孤子自频移、孤子自压缩、短波红外
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 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）- 单畴KTiOPO<sub>4</sub>中1μm飞秒脉冲的孤子自压缩与光谱展宽
摘要： 基于镱(Yb)增益介质的1微米波段高效二极管泵浦高能飞秒激光系统已实现商业化应用。但由于增益带宽限制，此类激光器产生的脉冲宽度显著长于钛宝石系统。因此，开发一种能量可扩展的1微米波段脉冲自压缩方案对时间分辨泵浦-探测光谱、高次谐波产生等众多应用具有重要价值。气体细丝非线性传播过程中的自相位调制常被用于脉冲自压缩[1,2]，但这类方案通常需要庞大装置并严格控制群速度色散。前人理论研究表明气态拉曼活性分子可用于中红外脉冲压缩[3]。本研究利用光学脉冲与磷酸氧钛钾(KTP)晶体中声子极化子的强相互作用实现1微米飞秒脉冲自压缩[4]。实验装置采用1030纳米飞秒泵浦激光器，经f=150毫米透镜松散聚焦，在10毫米长、5毫米厚的单畴KTP样品中形成1/e2半径160微米的束腰（光束沿晶体c轴偏振）。图1(a)展示了晶体焦点位置对输出光谱的影响（输入脉冲为光纤系统产生的300飞秒半高全宽脉冲），当焦点位于晶体入口附近时获得最宽光谱。我们通过时间分辨数字全息术[5]验证了光脉冲在晶体传播过程中与声子极化子的耦合效应，并采用定制d-scan装置[6]对商用固态激光系统产生的173飞秒半高全宽脉冲进行表征实验，该装置包含覆盖图1(a)光谱范围的啁啾反射镜。
关键词： 飞秒脉冲、磷酸氧钛钾、光谱展宽、孤子自压缩、声子极化激元
更新于2025-09-11 14:15:04
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[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） - 超短中红外脉冲的非线性传播
摘要： 许多大气应用（如自由空间通信或光谱学）需要高能超短脉冲的定向传输并保持良好光束质量。大气湍流常使该任务复杂化——折射率随机变化导致目标处光强波动。光丝化传输模式（此时强度被钳制）虽能在一定程度上克服该问题，但会引发电离相关问题（如能量损耗、脉冲时域分裂等）。此外，单根光丝能承载的最大峰值功率（约十倍自聚焦临界功率）存在上限，超过该阈值将产生多丝化及小尺度光束畸变。对于发射40飞秒/800纳米脉冲的钛宝石激光器，在常规条件下空气中单丝能量不超过1毫焦[1]。但3.9微米波长的驱动光（因其临界功率~λ2关系）可在单丝中沉积更多能量[2]。中红外波段还具有电离率更低、抗调制不稳定性及水滴等大气障碍物散射的优势[3]。特别地，3.6-4.2微米大气窗口兼具高透射率与反常色散特性，可实现高能超短脉冲无损传输与同步孤子自压缩[4]。但引发反常色散的分子共振也会通过非线性增强吸收（主要源于受激拉曼旋转散射SRRS主导的光谱红移及CO?分子在4.2微米附近振动共振对新生光谱成分的即时吸收）增加能量损耗新途径[2,5]——30毫焦/130飞秒脉冲传输数米时能量损耗可达50%[2]。由于脉冲内SRRS对光谱成分时域间隔敏感，驱动脉冲预啁啾可调控能量损耗。我们进一步证明：合理选择啁啾参数可实现约5倍时域自压缩与空间光丝化延迟起始，从而达成高能超短脉冲定向传输目标。
关键词： 超短中红外脉冲、成丝现象、孤子自压缩、非线性传播、大气应用
更新于2025-09-11 14:15:04
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[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） - 中空毛细管光纤中的孤子自压缩
摘要： 在更高能量下产生越来越短的光学脉冲一直是激光科学和非线性光学的主要目标之一。在高能量（几毫焦耳）条件下，目前主流技术是采用充气中空毛细管光纤（HCF）中的自相位调制（SPM）和自陡峭效应来对泵浦脉冲（通常约30飞秒）进行光谱展宽，随后通过啁啾镜补偿整个光谱范围内的相位变化，从而实现脉冲压缩[1]。这种方法能常规产生高能量单周期脉冲。另一种获得更短脉冲的途径是孤子自压缩——通过调节光纤色散使其呈现反常色散特性，从而在脉冲光谱展宽时持续补偿其相位变化。该技术在低功率固体芯光纤和几微焦耳能量的中空芯光子晶体光纤（HC-PCF）中已广泛应用[2]。本文通过实验展示了在常规充气HCF中实现更高能量孤子自压缩的技术[3]，并将阐述该技术如何为产生1飞秒、1太瓦光学脉冲开辟新途径。
关键词： 光学脉冲、非线性光学、中空毛细管光纤、孤子自压缩
更新于2025-09-11 14:15:04