可调谐掺铥光纤激光器线宽压缩及其超光谱吸收应用 被引量：9

1

作者 陶蒙蒙 陶波 +4 位作者 叶景峰 沈炎龙 黄珂 叶锡生 赵军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期139-146,共8页

可调谐二极管激光吸收光谱技术是一种应用非常广泛的吸收光谱测量技术.利用宽带可调谐窄线宽光源进行吸收光谱测量的超光谱吸收技术可以在单次扫描中获取一段连续光谱的所有吸收数据,可大大提高可调谐二极管激光吸收光谱技术的数据信息... 可调谐二极管激光吸收光谱技术是一种应用非常广泛的吸收光谱测量技术.利用宽带可调谐窄线宽光源进行吸收光谱测量的超光谱吸收技术可以在单次扫描中获取一段连续光谱的所有吸收数据,可大大提高可调谐二极管激光吸收光谱技术的数据信息容量和光谱诊断能力.分析了在2μm波段对水进行超光谱吸收测量时对激光器输出线宽的具体要求.利用掺铥光纤在2μm波段较宽的发射谱,采用可调谐法布里-珀罗滤波器和光纤可饱和吸收体相结合的技术方案搭建了一台宽带调谐窄线宽的2μm光纤激光器.获得了1840—1900 nm约60 nm范围的调谐光谱输出,激光器静态线宽仅为0.05 nm.利用该光源对空气中水在2μm波段的吸收光谱数据进行了超光谱吸收测量,在1856—1886 nm约30 nm的光谱范围内分辨了35条水的吸收谱线.通过对不同线宽条件下1870—1880 nm范围内的理论吸收光谱数据进行对比发现,测量数据无法有效分辨分别位于1873 nm和1877 nm处与强吸收线相邻的两条吸收谱线,且测量结果与激光线宽在0.08 nm条件下的HITRAN2012光谱数据库最为接近.这表明,在动态扫描过程中激光器的线宽得到了展宽. 展开更多

关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 光纤可饱和吸收体 线宽压缩 超光谱吸收

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光纤饱和吸收体稳频窄线宽光纤激光器 被引量：4

2

作者 伍波 刘永智 刘爽 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期30-33,共4页

结合光纤饱和吸收体与光纤光栅法布里-珀罗标准具,研制出了全光纤结构1550nm单频窄线宽掺铒光纤环形激光器。采用两个976nm激光二极管双向抽运作为抽运源,高掺杂浓度铒光纤作为增益介质,以行波腔消除空间烧孔效应,利用光纤光栅法布里-... 结合光纤饱和吸收体与光纤光栅法布里-珀罗标准具,研制出了全光纤结构1550nm单频窄线宽掺铒光纤环形激光器。采用两个976nm激光二极管双向抽运作为抽运源,高掺杂浓度铒光纤作为增益介质,以行波腔消除空间烧孔效应,利用光纤光栅法布里-珀罗标准具窄带选模特性,以10m长低掺铒光纤饱和吸收体稳频,得到了十分稳定的窄线宽激光输出。激光器抽运阈值功率21mW,在抽运光功率为145mW时输出光功率39mW,斜率效率30%,信噪比大于50dB。采用延迟自外差方法精确测量光纤激光器线宽小于10kHz。 展开更多

关键词 激光技术 光纤激光器 光纤饱和吸收体 光纤光栅法布里-珀罗标准具

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基于宽带可调谐、窄线宽掺铥光纤激光器的2μm波段水的超光谱吸收测量 被引量：4

3

作者 陶蒙蒙 王亚民 +7 位作者 吴昊龙 李国华 王晟 陶波 叶景峰 冯国斌 叶锡生 陈卫标 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期178-185,共8页

1.8—2.0μm波段包含大量水的吸收谱线,且吸收强度高于传统的1.3—1.5μm波段,在水的吸收光谱测量中具有很大的应用潜力.超光谱吸收测量技术可以利用宽带范围内的大量吸收谱线来实现物理参数的反演,与传统的单/双谱线的可调谐二极管吸... 1.8—2.0μm波段包含大量水的吸收谱线,且吸收强度高于传统的1.3—1.5μm波段,在水的吸收光谱测量中具有很大的应用潜力.超光谱吸收测量技术可以利用宽带范围内的大量吸收谱线来实现物理参数的反演,与传统的单/双谱线的可调谐二极管吸收光谱技术相比具有更好的稳定性、准确性和更宽的使用范围.宽带调谐的窄线宽激光光源是实现超光谱吸收测量的关键器件.利用可调谐法布里-珀罗(FP)腔和光纤可饱和吸收体,搭建了宽带调谐的窄线宽2μm光纤激光器.利用掺铥光纤的再吸收特性,通过合理设计增益光纤长度,得到了在1910—1970 nm约60 nm的光谱范围内连续可调的激光输出,且激光器静态线宽小于0.1 nm,能够满足水的超光谱吸收测量实验的要求.利用该激光器分别对空气和酒精火焰中水在2μm波段的宽带吸收光谱进行了测量.在常温空气中,该光源可以在1910—1965 nm的光谱范围内有效分辨40余条水的吸收谱线;在酒精火焰中,该光源可以在1950—1970 nm的光谱范围内有效分辨近50条水的吸收谱线.通过与HITRAN2016数据库的比对反演得到激光器在动态扫描过程中的线宽约为0.06 nm,与静态测试结果相近;反演得到的空气温度约为298 K,空气中水的摩尔分数约为2%,与温湿度计测量结果一致;反演得到的酒精火焰温度约为1220 K,与热电偶测量结果较为接近. 展开更多

关键词 超光谱吸收 可调谐二极管激光吸收光谱 光纤可饱和吸收体 掺铥光纤激光器

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基于再生低反射率光纤光栅和饱和吸收体的高温光纤激光传感研究 被引量：3

4

作者 赵小丽 张钰民 +2 位作者 杨润涛 骆飞 祝连庆 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第6期72-79,共8页

针对再生光纤光栅因反射率低而无法直接用于实际工程中温度测量的问题,提出一种采用光纤激光传感器结合再生低反射率光纤光栅的方法,将再生光栅作为光纤激光器谐振腔的低反镜,采用未抽运的掺铒光纤(EDF)作为饱和吸收体,实现了线宽压缩,... 针对再生光纤光栅因反射率低而无法直接用于实际工程中温度测量的问题,提出一种采用光纤激光传感器结合再生低反射率光纤光栅的方法,将再生光栅作为光纤激光器谐振腔的低反镜,采用未抽运的掺铒光纤(EDF)作为饱和吸收体,实现了线宽压缩,多纵模抑制。激光器输出激光的阈值电流为68.9mA。在150mA的电流下,300~800℃温度范围内,激光器输出激光稳定,且输出波长与温度呈良好的线性关系。在升降温测试下,相关系数均为0.99974,平均温度灵敏度为15.41pm/℃,且在700℃下,3h的稳定测试中,激光波长的最大变化量为0.032nm,而强度的最大变化量为0.409dB。实验结果表明,升降温过程中,信噪比均高于50dB,输出激光具有良好的稳定性,且没有跳模现象发生。 展开更多

关键词 光纤光学 再生光纤光栅 光纤激光传感 光纤饱和吸收体 低反射率 稳定性

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光纤饱和吸收体掺镱全光纤化激光器 被引量：2

5

作者 祖嘉琦 武帅 +2 位作者 张海涛 耿东晛 卢姁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期143-148,共6页

报道了一种基于光纤饱和吸收体的掺镱全光纤调Q激光器,为了获得较高峰值功率较窄脉宽的激光脉冲输出,利用掺镱光纤的可饱和吸收效应,以20/130μm规格的大模场双包层掺镱光纤作为增益光纤,以10/130μm规格的单模双包层掺镱光纤作为可饱... 报道了一种基于光纤饱和吸收体的掺镱全光纤调Q激光器,为了获得较高峰值功率较窄脉宽的激光脉冲输出,利用掺镱光纤的可饱和吸收效应,以20/130μm规格的大模场双包层掺镱光纤作为增益光纤,以10/130μm规格的单模双包层掺镱光纤作为可饱和吸收体来实现被动调Q。该激光器采用全光纤化的结构,结构紧凑,以较低的成本获得了较为高效的脉冲输出。最终获得了平均功率最高为3W,直线效率约为30%,重复频率为10~100 kHz可调,脉宽最窄为344 ns,光谱宽度为0.05 nm、中心波长为1064 nm的激光输出。 展开更多

关键词 激光技术 激光器 光纤激光 脉冲激光 光纤可饱和吸收体

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全光纤化2.8μm中红外被动调Q激光器数值分析

6

作者 王瑞 张钧翔 +3 位作者 盛泉 付士杰 史伟 姚建铨 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期99-106,共8页

提出了一种实现全光纤中红外激光器脉冲运转的方法。利用氟化物玻璃中镝离子(Dy^(3+))的2.8μm波段的吸收截面与铒离子(Er^(3+))发射截面重合的特性,将掺镝氟化物光纤作为中红外波段的可饱和吸收体,实现2.8μm掺铒氟化物光纤激光器全光... 提出了一种实现全光纤中红外激光器脉冲运转的方法。利用氟化物玻璃中镝离子(Dy^(3+))的2.8μm波段的吸收截面与铒离子(Er^(3+))发射截面重合的特性,将掺镝氟化物光纤作为中红外波段的可饱和吸收体,实现2.8μm掺铒氟化物光纤激光器全光纤结构的被动调Q脉冲运转;通过在可饱和吸收体两端引入中心波长为3.1μm的光纤光栅,解决Dy^(3+)上能级寿命较长所导致的高泵浦功率下Dy^(3+)吸收饱和、进而导致被动调Q失效的问题。基于该结构建立了2.8μm被动调Q掺铒光纤激光器的速率方程模型,计算了可饱和吸收体的参数及其两端的谐振腔反馈条件对2.8μm激光器的脉冲运转功率和时间特性的影响。计算结果表明,通过在可饱和吸收体两端引入光纤光栅可以加快可饱和吸收体的恢复过程,使激光器能够在高泵浦功率下保持调Q脉冲运转。 展开更多

关键词 激光器 中红外激光器 被动调Q激光器 光纤可饱和吸收体 掺铒光纤激光器

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基于点模型与1维行波模型的光纤可饱和吸收体被动调Q特性对比与分析

7

作者 陶蒙蒙 栾昆鹏 +4 位作者 王飞 谌鸿伟 沈炎龙 薛全喜 赵军 《现代应用物理》 2020年第4期56-66,共11页

本文建立了基于光纤可饱和吸收体被动调Q的点模型速率方程和1维行波模型速率方程,通过速率方程对被动调Q脉冲启动过程中的跃迁粒子数密度及其变化速率进行了数值模拟计算,对这2种模型的计算结果进行了对比分析;在稳定调Q状态下,使用这2... 本文建立了基于光纤可饱和吸收体被动调Q的点模型速率方程和1维行波模型速率方程,通过速率方程对被动调Q脉冲启动过程中的跃迁粒子数密度及其变化速率进行了数值模拟计算,对这2种模型的计算结果进行了对比分析;在稳定调Q状态下,使用这2种模型分别研究了泵浦功率及泵浦光分布特性对激光器输出特性的影响。结果表明,2种模型计算得到的激光输出参数随泵浦功率的变化趋势一致,脉冲能量和峰值功率随泵浦功率的增加而增大,而脉冲宽度则随泵浦功率的增加逐渐减小。泵浦光在光纤内均匀分布时,点模型得到的脉冲特性优于1维行波模型;泵浦光在光纤内分布均匀性较差时,1维行波模型得到的脉冲特性优于点模型。对比分析表明,2种模型得到的激光器脉冲特性及其演化趋势基本一致,且计算结果相近。综合考虑计算结果及计算效率认为,点模型更适用于光纤激光器的被动调Q理论模拟。 展开更多

关键词 光纤可饱和吸收体 被动调Q 点模型 1维行波模型

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双波长单纵模掺铒光纤环形激光器设计及实验研究 被引量：17

8

作者 焦明星 邢俊红 +1 位作者 同聪维 刘芸 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期103-108,共6页

为了实现1550nm正交线偏振双频激光输出,设计了一种复合环形腔双波长单纵模掺铒光纤(EDF)激光器,以保偏光纤Bragg光栅作为波长选择元件,并采用未抽运掺铒光纤饱和吸收体作为激光单纵模选择元件,从而实现正交线偏振1550nm双波长单纵模激... 为了实现1550nm正交线偏振双频激光输出,设计了一种复合环形腔双波长单纵模掺铒光纤(EDF)激光器,以保偏光纤Bragg光栅作为波长选择元件,并采用未抽运掺铒光纤饱和吸收体作为激光单纵模选择元件,从而实现正交线偏振1550nm双波长单纵模激光稳定振荡输出。简要介绍了复合环形腔选模及未抽运掺铒光纤饱和吸收体选模的基本原理,理论分析了未抽运掺铒光纤长度对单纵模选择的影响,实验研究了不同选模情况下双波长激光的振荡特性。实验结果表明:腔内含有保偏光纤Bragg光栅和未抽运掺铒光纤饱和吸收体的复合环形腔。掺铒光纤激光器能够稳定输出1550nm正交线偏振双波长单纵模激光,其波长间隔约为0.344nm。这种双波长单纵模光纤激光器可广泛应用于激光传感与测量以及密集波分复用(DWDM)光纤通信等领域。 展开更多

关键词 激光器 双波长单纵模掺铒光纤激光器 保偏光纤Bragg光栅 未抽运掺铒光纤饱和吸收体 复合环形腔

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光纤可饱和吸收体在光纤激光器被动调Q中的应用进展

9

作者 陶蒙蒙 谌鸿伟 +1 位作者 叶景峰 冯国斌 《现代应用物理》 2021年第4期44-55,共12页

调Q是获得脉冲激光输出的一种重要技术手段。近年来,利用掺杂光纤作为可饱和吸收体实现对全光纤激光器被动调Q的研究得到了广泛关注。本文介绍了光纤可饱和吸收体的基本特性及显著优势,评述了其在光纤激光器宽带调Q、高重频调Q和大能量... 调Q是获得脉冲激光输出的一种重要技术手段。近年来,利用掺杂光纤作为可饱和吸收体实现对全光纤激光器被动调Q的研究得到了广泛关注。本文介绍了光纤可饱和吸收体的基本特性及显著优势,评述了其在光纤激光器宽带调Q、高重频调Q和大能量调Q等领域的国内外应用进展,并对今后的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 光纤可饱和吸收体 被动调Q 模场面积失配 脉冲调制

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基于光纤可饱和吸收体的1993 nm纳秒脉冲掺铥全光纤双腔激光器 被引量：3

10

作者 刘伟 金东臣 +5 位作者 孙若愚 张倩 侯玉斌 沈默 刘江 王璞 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期43-50,共8页

报道了一种基于光纤可饱和吸收体的纳秒脉冲掺铥全光纤双腔激光器。该激光器采用线型双腔结构,采用1550nm连续光纤激光器作为抽运源,以光纤布拉格光栅作为波长选择器件,利用掺铥光纤的可饱和吸收特性,同时结合双谐振腔间的相互作用,获... 报道了一种基于光纤可饱和吸收体的纳秒脉冲掺铥全光纤双腔激光器。该激光器采用线型双腔结构,采用1550nm连续光纤激光器作为抽运源,以光纤布拉格光栅作为波长选择器件,利用掺铥光纤的可饱和吸收特性,同时结合双谐振腔间的相互作用,获得稳定的纳秒脉冲输出。分别采用单包层铥钬共掺光纤和双包层掺铥光纤作为增益介质,研究二者对激光输出性能的影响,并进行优化对比,最终实现平均功率为256.3mW,最窄脉宽为87ns的1993nm激光输出,脉冲重复频率在20.0~33.3kHz范围内可调。 展开更多

关键词 激光器 光纤激光器 纳秒脉冲 双腔 光纤可饱和吸收体

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基于SESAM的3μm波段被动调Q光纤激光器

11

作者 沈炎龙 栾昆鹏 +6 位作者 黄珂 谌鸿伟 周松青 于力 陶蒙蒙 易爱平 冯国斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期3-4,共2页

基于半导体可饱和吸收镜,实现了3μm波段被动调Q光纤激光器平均功率瓦级输出。激光器最大平均功率为1.0 W,对应的最大脉冲能量及最大峰值功率分别为6.9μJ和21.7 W。激光器斜效率为17.8%,最高重复频率为146.3kHz,最小脉宽为315.0ns。

关键词 3μm波段 被动调Q 光纤激光器 ZBLAN光纤 SESAM

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