留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

1.6 μm波段锁模光纤激光器

孙有生 端木庆铎 林鹏 马万卓 王天枢

孙有生, 端木庆铎, 林鹏, 马万卓, 王天枢. 1.6 μm波段锁模光纤激光器[J]. 中国光学(中英文), 2021, 14(6): 1387-1394. doi: 10.37188/CO.2021-0128
引用本文: 孙有生, 端木庆铎, 林鹏, 马万卓, 王天枢. 1.6 μm波段锁模光纤激光器[J]. 中国光学(中英文), 2021, 14(6): 1387-1394. doi: 10.37188/CO.2021-0128
SUN You-sheng, DUANMU Qing-duo, LIN Peng, MA Wan-zhuo, WANG Tian-shu. 1.6 μm band mode-locked fiber laser[J]. Chinese Optics, 2021, 14(6): 1387-1394. doi: 10.37188/CO.2021-0128
Citation: SUN You-sheng, DUANMU Qing-duo, LIN Peng, MA Wan-zhuo, WANG Tian-shu. 1.6 μm band mode-locked fiber laser[J]. Chinese Optics, 2021, 14(6): 1387-1394. doi: 10.37188/CO.2021-0128

1.6 μm波段锁模光纤激光器

基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(No. 62005024);吉林省科技发展计划(No. 2019201271JC)
详细信息
    作者简介:

    孙有生(1989—),男,吉林长春人,博士研究生,2012年于长春理工大学获学士学位,2014年至今于长春理工大学攻读博士学位,主要从事超快光纤激光器方面的研究。E-mail:2016200013@cust.edu.com

    端木庆铎(1956—),男,吉林长春人,博士,教授,1982年毕业于长春光学精密机械学院,获学士学位,1991年于长春光学精密机械学院获硕士学位,2003年于长春理工大学获得博士学位,在光电成像系统领域发表论文60余篇,发明5项以上。他的研究方向包括光电薄膜器件和成像系统。E-mail:duanmu@cust.edu.cn

    林 鹏(1994—),男,吉林延边人,博士,2016年于长春理工大学获得学士学位,2021年于长春理工大学获得博士学位,主要从事超快光纤激光器和光纤激光大气传输特性的研究。E-mail:Linpeng2905@163.com

    马万卓(1989—),男,吉林长春人,博士,讲师,2012年于长春理工大学获得学士学位,2016年于长春理工大学获得硕士学位,2019年于长春理工大学获得博士学位,现为长春理工大学讲师。主要从事超快光纤光学、非线性光学等方面的研究。E-mail:mawz@cust.edu.cn

    王天枢(1975—),男,吉林长春人,博士,教授,1998年于解放军装甲兵工程学院获学士学位,2004年于吉林大学获硕士学位,2007年毕业于中国长春吉林大学,获电子工程博士学位。自2013年以来,一直担任长春理工大学教授。他撰写或合作撰写了关于光纤激光器及其应用的100多篇论文和一本著作,以及10多项发明。他的研究方向包括光纤激光器和自由空间激光通信。E-mail:wangts@cust.edu.cn

  • 中图分类号: TN248

1.6 μm band mode-locked fiber laser

Funds: Supported by National Natural Science Foundation-Youth Science Foundation of China (No. 62005024); Jilin Province Science and Technology Development Plan (No. 2019201271JC)
More Information
  • 摘要: 为了获得基于孤子自频移效应的1.6 μm波段锁模脉冲,设计了一种非线性偏振旋转的掺铒光纤激光器,并利用双输出结构检测脉冲。在泵浦功率为350 mW时,通过适当调节偏振控制器,同时在两个输出端观察到中心波长为1560 nm的类噪声脉冲,3 dB带宽为17.5 nm,脉冲持续时间为968 fs。进一步将泵浦功率增加至550 mW,输出端1的类噪声脉冲保持不变,输出端2的类噪声脉冲的中心波长红移至1614 nm,3 dB带宽增加至64.4 nm,脉冲持续时间减小至302 fs。谐振腔的最大输出功率为11.4 mW。同时,实验分析了色散位移光纤的长度对孤子自频移的影响,结果表明,在一定范围内,色散位移光纤的长度越长,孤子自频移的频移间距越小。实验研究的1.6 μm波段光纤激光器在光学通信领域具有潜在的应用价值。

     

  • 图 1  激光器结构

    Figure 1.  The structure of laser cavity

    图 2  端口1的脉冲光谱

    Figure 2.  Pulse spectrum in port 1

    图 3  1端口脉冲的自相关迹

    Figure 3.  The AC trace of pulse in port1

    图 4  端口2光谱随泵浦功率的变化情况

    Figure 4.  Spectrum of the port 2 varying with the pump power

    图 5  端口2类噪声脉冲的输出光谱和时域脉冲序列

    Figure 5.  Output spectrum and time domain pulse sequence of NLP in port 2

    图 6  两端口输出脉冲中心波长的对比

    Figure 6.  Comparison of the center wavelength of pulse in two output ports

    图 7  有DCF和无DCF时的光谱对比

    Figure 7.  Comparison of spectra with DCF and without DCF

    表  1  不同DSF长度对应的频移间距

    Table  1.   Frequency shift spacing corresponding to different DSF lengths

    DSF长度/m6183042546672
    频移间距/nm56.749.447.950.246.545.941.7
    下载: 导出CSV

    表  2  两种状态下类噪声脉冲性能的对比

    Table  2.   Comparison of output pulse performance in two states

    中心波长/nm3 dB带宽/nm尖峰宽度/fs峰值功率/kW
    加入DCF161462.473023.7
    未加入DCF1559.812.616751.5
    下载: 导出CSV
  • [1] FERMANN M E, HARTL I. Ultrafast fibre lasers[J]. Nature Photonics, 2013, 7(11): 868-874. doi: 10.1038/nphoton.2013.280
    [2] 贾浩天, 王军利, 滕浩, 等. 亚皮秒L波段掺铒全光纤锁模激光器[J]. 中国激光,2016,43(11):1101008. doi: 10.3788/CJL201643.1101008

    JIA H T, WANG J L, TENG H, et al. Sub-picosecond L-band erbium-doped all fiber mode-locked laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2016, 43(11): 1101008. (in Chinese) doi: 10.3788/CJL201643.1101008
    [3] ANURUPA, KAUR S, MALHOTRA Y. Performance evaluation and comparative study of novel high and flat gain C + L band Raman + EYDFA co-doped fibre hybrid optical amplifier with EYDFA only amplifier for 100 channels SD-WDM systems[J]. Optical Fiber Technology, 2019, 53: 102016. doi: 10.1016/j.yofte.2019.102016
    [4] 贾振安, 李丽, 乔学光, 等. 高平坦度的三级双泵浦结构C+L波段超荧光光源[J]. 光学 精密工程,2010,18(3):558-562.

    JIA ZH A, LI L, QIAO X G, et al. High flattening C+L-band erbium-doped superfluorescent light source with three-stage two-pumping structure[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(3): 558-562. (in Chinese)
    [5] 杨扬, 乔学光, 刘颖刚, 等. 基于过耦合器的L波段可变波长掺铒光纤激光器[J]. 光学学报,2011,31(2):0214003. doi: 10.3788/AOS201131.0214003

    YANG Y, QIAO X G, LIU Y G, et al. L-band variable wavelength erbium-doped fiber laser based on over-coupler[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(2): 0214003. (in Chinese) doi: 10.3788/AOS201131.0214003
    [6] 王蓟, 赵崇光, 刘洋, 等. L波段高掺铒光纤超荧光光源[J]. 发光学报,2006,27(6):1011-1014. doi: 10.3321/j.issn:1000-7032.2006.06.034

    WANG J, ZHAO CH G, LIU Y, et al. L-band high erbium-doped fiber superfluorescent source[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2006, 27(6): 1011-1014. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1000-7032.2006.06.034
    [7] XU ZH, JIA D F, WANG ZH Y, et al. Observation of square- and h-shaped pulse from a mode-locked erbium-doped fiber laser[J]. Applied Optics, 2021, 60(13): 3591-3595. doi: 10.1364/AO.423380
    [8] YU W L, XIAO Q R, WANG L L, et al. 219.6 W large-mode-area Er: Yb codoped fiber amplifier operating at 1600 nm pumped by 1018 nm fiber lasers[J]. Optics Letters, 2021, 46(9): 2192-2195. doi: 10.1364/OL.424368
    [9] ISMAIL A, AL-MANSOORI M H, ABDULLAH F, et al. Tunable C + L bands triple frequency spacing multi-wavelength Brillouin-erbium fiber laser[J]. Optical Fiber Technology, 2021, 64: 102535. doi: 10.1016/j.yofte.2021.102535
    [10] ZHU T Y, WANG ZH K, WANG D N, et al. Generation of wavelength-tunable and coherent dual-wavelength solitons in the C + L band by controlling the intracavity loss[J]. Photonics Research, 2019, 7(8): 853-861. doi: 10.1364/PRJ.7.000853
    [11] 徐永钊, 刘敏霞, 张耿, 等. 色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生[J]. 发光学报,2016,37(4):439-445. doi: 10.3788/fgxb20163704.0439

    XU Y ZH, LIU M X, ZHANG G, et al. Nonlinear chirped-pulse propagation and supercontinuum generation in dispersion-flattened dispersion-decreasing fibers[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2016, 37(4): 439-445. (in Chinese) doi: 10.3788/fgxb20163704.0439
    [12] 周华, 姚传飞, 贾志旭, 等. 中红外可调谐大能量飞秒脉冲激光产生[J]. 发光学报,2020,41(4):435-441. doi: 10.3788/fgxb20204104.0435

    ZHOU H, YAO CH F, JIA ZH X, et al. Mid-infrared tunable high pulse energy femtosecond pulse laser generation[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2020, 41(4): 435-441. (in Chinese) doi: 10.3788/fgxb20204104.0435
    [13] NAMIKI S, EMORI Y. Ultrabroad-band Raman amplifiers pumped and gain-equalized by wavelength-division-multiplexed high-power laser diodes[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2001, 7(1): 3-16. doi: 10.1109/2944.924003
    [14] PENG J S, LUO H, ZHAN L. In-cavity soliton self-frequency shift ultrafast fiber lasers[J]. Optics Letters, 2018, 43(24): 5913-5916. doi: 10.1364/OL.43.005913
    [15] LING Y, HUANG Q, SONG Q, et al. Intracavity birefringence-controlled GHz-tuning range passively harmonic mode-locked fiber laser based on NPR[J]. Applied Optics, 2020, 59(22): 6724-6728. doi: 10.1364/AO.398960
    [16] GAO G G, ZHAO ZH G, CONG ZH H, et al. Widely wavelength-tunable mode locked Er-doped fiber oscillator from 1532 nm to 1594 nm with high signal-to-noise ratio[J]. Optics &Laser Technology, 2021, 135: 106688.
    [17] 易波, 贾文, 徐军, 等. 非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器自动锁模电路[J]. 光学 精密工程,2013,21(12):2994-3000. doi: 10.3788/OPE.20132112.2994

    YI B, JIA W, XU J, et al. Automatic mode-lock circuit used in NPR passive mode-locked fiber laser[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(12): 2994-3000. (in Chinese) doi: 10.3788/OPE.20132112.2994
    [18] LEE J H, VAN HOWE J, XU C, et al. Soliton self-frequency shift: experimental demonstrations and applications[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2008, 14(3): 713-723. doi: 10.1109/JSTQE.2008.915526
    [19] MITSCHKE F M, MOLLENAUER L F. Discovery of the soliton self-frequency shift[J]. Optics Letters, 1986, 11(10): 659-661. doi: 10.1364/OL.11.000659
    [20] GORDON J P. Theory of the Soliton self-frequency shift[J]. Optics Letters, 1986, 11(10): 662-664. doi: 10.1364/OL.11.000662
    [21] NISHIZAWA N, OKAMURA R, GOTO T. Analysis of widely wavelength tunable femtosecond soliton pulse generation using optical fibers[J]. Japanese Journal of Applied Physics, 1999, 38(8R): 4768-4771.
    [22] 孔德飞, 贾东方, 冯德军, 等. 光纤中的孤子自频移效应[J]. 激光与光电子学进展,2018,55(10):101902.

    KONG D F, JIA D F, FENG D J, et al. Soliton self-frequency shift in optical fibers[J]. Laser &Optoelectronics Progress, 2018, 55(10): 101902. (in Chinese)
    [23] LIU J, CHEN Y, TANG P H, et al. Generation and evolution of mode-locked noise-like square-wave pulses in a large-anomalous-dispersion Er-doped ring fiber laser[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6418-6427. doi: 10.1364/OE.23.006418
    [24] PARK K D, MIN B, KIM P, et al. Dynamics of cascaded Brillouin–Rayleigh scattering in a distributed fiber Raman amplifier[J]. Optics Letters, 2002, 27(3): 155-157. doi: 10.1364/OL.27.000155
    [25] ZAMZURI A K, ALI M I, AHMAD A, et al. Brillouin-Raman comb fiber laser with cooperative Rayleigh scattering in a linear cavity[J]. Optics Letters, 2006, 31(7): 918-920. doi: 10.1364/OL.31.000918
  • 加载中
图(7) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  1326
  • HTML全文浏览量:  433
  • PDF下载量:  141
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-22
  • 修回日期:  2021-07-12
  • 网络出版日期:  2021-09-09
  • 刊出日期:  2021-11-19

目录

    /

    返回文章
    返回