多芯光子晶体光纤锁模激光器

方晓惠; 胡明列; 宋有建; 谢辰; 柴路; 王清月

doi:10.7498/aps.60.064208

摘要

实验研究了基于掺Yb多芯大模场面积光子晶体光纤的全正色散锁模激光器.增益光纤的18个纤芯呈六角阵列排布,等效的模场直径约为52 μm.激光器基于σ腔结构,腔内没有色散补偿元件,通过半导体可饱和吸收镜实现锁模的自启动.实验获得了平均功率为3.3 W,脉冲宽度为4.92 ps,重复频率为44.68 MHz的锁模脉冲输出,对应的单脉冲能量为74 nJ,脉冲经腔外光栅对压缩为780 fs.

关键词:

A mode locked fiber laser based on Yb-doped large mode area photonic crystal fiber operating in the all-normal dispersion regime is experimentally studied. The eighteen cores of the gain fiber are arranged in array-type geometry with an equivalent mode diameter of about 52 μm. A sigma laser cavity is used without using any elements for dispersion compensation. Reliable self-starting mode-locking is achieved using a fast semiconductor saturable absorber mirror. The laser directly produces 4.92 ps chirped pulses at a 44.68 MHz repetition rate for an average power of 3.3 W corresponding to a pulse energy of 74 nJ. The pulses are compressed to 780 fs with a grating pair outside the cavity.

Keywords:

作者及机构信息

1.
天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB327604,2011CB808101)、国家自然科学基金(批准号: 60838004, 61078028)、教育部科学技术研究计划重点项目(批准号:108032) 、全国优秀博士学位论文作者专项基金(批准号:2007B34) 和教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-07-0597)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Key Laboratory of Opto-electronic Information Science and Technology of Ministry of Education, College of Precision Instruments and Opto-electronics Engineering , Tianjin University, Tianjin 300072, China

参考文献

[1]	Spence D E, Kean P N, Sibbett W 1991 Opt. Lett. 16 42
[2]	Marchese S V, Baer C R, Engqvist A G, Hashimoto S, Maas D J, Golling M, Südmeyer T, Keller U 2008 Opt. Express 16 6397
[3]	Wagenblast P, Ell R, Morgner U, Grawert F, Krtner F X 2003 Opt. Lett. 28 1713
[4]	Furusawa K, Malinowski A, Price J, Monro T, Sahu J, Nilsson J, Richardson D 2001 Opt. Express 9 714
[5]	Song Y J, Hu M L, Liu B W, Chai L, Wang Q Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6425 (in Chinese) [宋有建、胡明列、刘博文、柴路、王清月 2008 57 6425]
[6]	Orta B, Baumgartl M, Limpert J, Tünnermann A 2009 Opt. Lett. 34 1585
[7]	Vogel M M, Abdou-Ahmed M, Voss A, Graf T 2009 Opt. Lett. 34 2876
[8]	Wrage M, Glas P, Fischer D, Leitner M, Vysotsky D V, Napartovich A P 2000 Opt. Lett. 25 1436
[9]	Fang X H, Hu M L, Li Y F, Chai L, Wang C Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 2495 (in Chinese) [方晓惠、胡明列、栗岩锋、柴路、王清月 2009 58 2495]
[10]	Wrage M, Glas P, Leitner M 2001 Opt. Lett. 26 980
[11]	Orta B, Limpert J, Jetschke S, Unger S, Reichel V, Kirchhof J, Tunnermann A 2010 Appl. Phys. B 98 27
[12]	Cheo P K, King G G, Huo Y M 2004 Conference on Fiber Lasers San Jose, CA 24—29 Jounary 2004 p106
[13]	Michaille L, Taylor D M, Bennett C R, Shepherd T J, Ward B G 2008 Opt. Lett. 33 71
[14]	Fang X H, Hu M L, Liu B W, Chai L, Wang C Y, Zheltikov A M 2010 Opt. Lett. 35 2326
[15]	Michaille L, Bennett C R, Taylor D M, Shepherd T J 2009 IEEE J. Sel. Top Quantum Electron. 15 328
[16]	Huo Y M, Cheo P K, King G G 2004 Opt. Express 12 6230
[17]	Zhou P, Wang X L, Ma Y X, Ma H T, Xu X J, Liu Z J 2009 Chin. Phys. Lett. 26 146
[18]	Fang X H, Hu M L, Li Y F, Chai L, Wang C Y 2010 Chin. Sci. Bull. 55 1864
[19]	Liu X M 2009 Opt. Express 17 9549
[20]	Wang L R, Liu X M, Gong Y K, Hu X H, Wang Y S, Lu K Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 4664 (in Chinese) [王擂然、刘雪明、宫永康、胡晓鸿、王屹山、卢克清 2009 58 4664]
[21]	Michaille L, Bennett C R, Taylor D M, Shepherd T J, Broeng J, Simonsen H R, Petersson A 2005 Opt. Lett. 30 1668

施引文献

[1]	Spence D E, Kean P N, Sibbett W 1991 Opt. Lett. 16 42
[2]	Marchese S V, Baer C R, Engqvist A G, Hashimoto S, Maas D J, Golling M, Südmeyer T, Keller U 2008 Opt. Express 16 6397
[3]	Wagenblast P, Ell R, Morgner U, Grawert F, Krtner F X 2003 Opt. Lett. 28 1713
[4]	Furusawa K, Malinowski A, Price J, Monro T, Sahu J, Nilsson J, Richardson D 2001 Opt. Express 9 714
[5]	Song Y J, Hu M L, Liu B W, Chai L, Wang Q Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6425 (in Chinese) [宋有建、胡明列、刘博文、柴路、王清月 2008 57 6425]
[6]	Orta B, Baumgartl M, Limpert J, Tünnermann A 2009 Opt. Lett. 34 1585
[7]	Vogel M M, Abdou-Ahmed M, Voss A, Graf T 2009 Opt. Lett. 34 2876
[8]	Wrage M, Glas P, Fischer D, Leitner M, Vysotsky D V, Napartovich A P 2000 Opt. Lett. 25 1436
[9]	Fang X H, Hu M L, Li Y F, Chai L, Wang C Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 2495 (in Chinese) [方晓惠、胡明列、栗岩锋、柴路、王清月 2009 58 2495]
[10]	Wrage M, Glas P, Leitner M 2001 Opt. Lett. 26 980
[11]	Orta B, Limpert J, Jetschke S, Unger S, Reichel V, Kirchhof J, Tunnermann A 2010 Appl. Phys. B 98 27
[12]	Cheo P K, King G G, Huo Y M 2004 Conference on Fiber Lasers San Jose, CA 24—29 Jounary 2004 p106
[13]	Michaille L, Taylor D M, Bennett C R, Shepherd T J, Ward B G 2008 Opt. Lett. 33 71
[14]	Fang X H, Hu M L, Liu B W, Chai L, Wang C Y, Zheltikov A M 2010 Opt. Lett. 35 2326
[15]	Michaille L, Bennett C R, Taylor D M, Shepherd T J 2009 IEEE J. Sel. Top Quantum Electron. 15 328
[16]	Huo Y M, Cheo P K, King G G 2004 Opt. Express 12 6230
[17]	Zhou P, Wang X L, Ma Y X, Ma H T, Xu X J, Liu Z J 2009 Chin. Phys. Lett. 26 146
[18]	Fang X H, Hu M L, Li Y F, Chai L, Wang C Y 2010 Chin. Sci. Bull. 55 1864
[19]	Liu X M 2009 Opt. Express 17 9549
[20]	Wang L R, Liu X M, Gong Y K, Hu X H, Wang Y S, Lu K Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 4664 (in Chinese) [王擂然、刘雪明、宫永康、胡晓鸿、王屹山、卢克清 2009 58 4664]
[21]	Michaille L, Bennett C R, Taylor D M, Shepherd T J, Broeng J, Simonsen H R, Petersson A 2005 Opt. Lett. 30 1668

[1]	傅宽, 徐中巍, 李海清, 彭景刚, 戴能利, 李进延. 石墨烯被动锁模全正色散掺镱光纤激光器中的暗脉冲及其谐波. , 2015, 64(19): 194205. doi: 10.7498/aps.64.194205
[2]	张利明, 周寿桓, 赵鸿, 张昆, 郝金坪, 张大勇, 朱辰, 李尧, 王雄飞, 张浩彬. 780W全光纤窄线宽光纤激光器. , 2014, 63(13): 134205. doi: 10.7498/aps.63.134205
[3]	王二垒, 姜海明, 谢康, 张秀霞. 一种高双折射高非线性多零色散波长光子晶体光纤. , 2014, 63(13): 134210. doi: 10.7498/aps.63.134210
[4]	林桢, 郑斯文, 任国斌, 简水生. 七芯及十九芯大模场少模光纤的特性研究和比对分析. , 2013, 62(6): 064214. doi: 10.7498/aps.62.064214
[5]	刘双龙, 陈丹妮, 刘伟, 牛憨笨. 基于全正色散光子晶体光纤的超连续谱光源. , 2013, 62(18): 184210. doi: 10.7498/aps.62.184210
[6]	徐中巍, 张祖兴. 全正色散多波长被动锁模耗散孤子掺镱光纤激光器. , 2013, 62(10): 104210. doi: 10.7498/aps.62.104210
[7]	陈瑰, 蒋作文, 彭景刚, 李海清, 戴能利, 李进延. 空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究. , 2012, 61(14): 144206. doi: 10.7498/aps.61.144206
[8]	张大鹏, 胡明列, 谢辰, 柴路, 王清月. 基于非线性偏振旋转锁模的高功率光子晶体光纤飞秒激光振荡器. , 2012, 61(4): 044206. doi: 10.7498/aps.61.044206
[9]	王伟, 杨博. 菱形纤芯光子晶体光纤色散与双折射特性分析. , 2012, 61(6): 064601. doi: 10.7498/aps.61.064601
[10]	宋锐, 侯静, 陈胜平, 王彦斌, 陆启生. 177.6 W全光纤超连续谱光源. , 2012, 61(5): 054217. doi: 10.7498/aps.61.054217
[11]	孙桂林, 陈子伦, 奚小明, 谌鸿伟, 侯静, 姜宗福. 光子晶体光纤的全光纤纤芯变形研究. , 2011, 60(8): 084220. doi: 10.7498/aps.60.084220
[12]	张鑫, 胡明列, 宋有健, 柴路, 王清月. 大模场面积光子晶体光纤耗散孤子锁模激光器. , 2010, 59(3): 1863-1869. doi: 10.7498/aps.59.1863
[13]	宋有建, 胡明列, 谢辰, 柴路, 王清月. 输出近百纳焦耳脉冲能量的光子晶体光纤锁模激光器. , 2010, 59(10): 7105-7110. doi: 10.7498/aps.59.7105
[14]	欧阳春梅, 柴路, 赵慧, 胡明列, 宋有建, 王清月. 滤波位置相关的全正色散掺Yb3+锁模光纤激光器的实验研究. , 2010, 59(6): 3936-3941. doi: 10.7498/aps.59.3936
[15]	韩伟涛, 侯蓝田, 耿鹏程. 双包层多芯光子晶体光纤自相干合成的数值分析与实验. , 2010, 59(10): 7091-7095. doi: 10.7498/aps.59.7091
[16]	张驰, 胡明列, 宋有建, 张鑫, 柴路, 王清月. 自由耦合输出的大模场面积光子晶体光纤锁模激光器. , 2009, 58(11): 7727-7734. doi: 10.7498/aps.58.7727
[17]	雷兵, 冯莹, 刘泽金. 利用全光纤耦合环实现三路光纤激光器的相位锁定. , 2008, 57(10): 6419-6424. doi: 10.7498/aps.57.6419
[18]	宋有建, 胡明列, 刘博文, 柴路, 王清月. 高能量掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤孤子锁模飞秒激光器. , 2008, 57(10): 6425-6429. doi: 10.7498/aps.57.6425
[19]	王建明, 段开椋, 王屹山. 两光纤激光器相干合成的实验研究. , 2008, 57(9): 5627-5631. doi: 10.7498/aps.57.5627
[20]	娄淑琴, 任国斌, 延凤平, 简水生. 类矩形芯光子晶体光纤的色散与偏振特性. , 2005, 54(3): 1229-1234. doi: 10.7498/aps.54.1229

计量

文章访问数: 9330
PDF下载量: 940
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板