七芯光子晶体光纤中百瓦量级超连续谱的产生

谌鸿伟; 韦会峰; 刘通; 周旋风; 李江; 童维军; 陈子伦; 陈胜平; 侯静; 陆启生

doi:10.7498/aps.63.044205

摘要

采用平均功率为141.6 W的皮秒光纤激光泵浦一段国产七芯光子晶体光纤，获得了平均功率为104.2 W、连续光谱覆盖范围从750至1700 nm以上的超连续谱输出. 详细研究了超连续光谱随泵浦功率增加的演变过程，并对基于该七芯光子晶体光纤的超连续谱光源的光谱拓展和功率提升潜力进行相关的分析和讨论. 该研究结果对高功率超连续谱光源的发展具有一定的参考价值.

关键词:

A 104.2 W supercontinuum spanning from 750 nm to beyond 1700 nm is generated by pumping a piece of home-made seven-core photonic crystal fiber with a 141.6 W picosecond fiber laser. The evolution of the output spectrum is investigated in detail with the increase of the picosecond laser power. The feasibilities of broadening the spectral range and scaling the output power for the supercontinuum source based on the seven-core photonic crystal fiber are analyzed and discussed. The research results will make a contribution to the further development of high-power supercontinuum source.

Keywords:

作者及机构信息

1.
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 长沙 410073;

2.
光纤光缆制备技术国家重点实验室, 长飞光纤光缆有限公司研发中心, 武汉 430073

基金项目: 科技部国际科技合作专项（批准号：2012DFG11470）和国防科学技术大学研究生创新基金（批准号：B110704）资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Optoelectronic Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;

2.
State Key Laboratory of Optical Fiber and Cable Manufacture Technology, Yangtze Optical Fiber and Cable Company Ltd. R&D Center, Wuhan 430073, China

Funds: Project supported by the International Science and Technology Cooperation Program of the Ministry of Science and Technology of China (Grant No. 2012DFG11470) and the Postgraduate Innovation Foundation of National University of Defense Technology, China (Grant No. B110704).

参考文献

[1]	Knight J C, Birks T A, Russell P J, Atkin D M 1996 Opt. Lett. 21 1547
[2]	Ranka J K, Windeler R S, Stentz A J 2000 Opt. Lett. 25 25
[3]	Dudley J M, Taylor J R 2010 Supercontinuum Generation in Optical Fibers (New York: Cambridge University Press)
[4]	Wang Q Y, Hu M L, Chai L 2006 Chinese Journal of Lasers 33 57 (in Chinese) [王清月, 胡明列, 柴路 2006 中国激光 33 57]
[5]	Li S G, Yao Y Y, Fu B, Zhang L, Zheng Y, Hou L T 2010 Physics 39 682 (in Chinese) [李曙光, 姚艳艳, 付博, 张磊, 郑义, 侯蓝田 2010 物理 39 682]
[6]	Hou J, Chen S P, Chen Z L, Wang Z F, Zhang B, Song R 2013 Laser and Optoelectronics Progress 50 080010 (in Chinese) [侯静, 陈胜平, 陈子伦, 王泽锋, 张斌, 宋锐 2013 激光与光电子学进展 50 080010]
[7]	Chen H W, Chen S P, Hou J 2011 Laser Phys. 21 191
[8]	Li Y, Hou J, Wang Y B, Jin A J, Jiang Z F 2012 Acta Phys. Sin. 61 094212 (in Chinese) [李荧, 侯静, 王彦斌, 靳爱军, 姜宗福 2012 61 094212]
[9]	Li S G, Zhu X P, Xue J R 2013 Acta Phys. Sin. 62 204206 (in Chinese) [李曙光, 朱星平, 薛建荣 2013 62 204206]
[10]	Jin A J, Wang Z F, Hou J, Guo L, Jiang Z F, Xiao R 2012 Acta Phys. Sin. 61 154201 (in Chinese) [靳爱军, 王泽锋, 侯静, 郭良, 姜宗福, 肖瑞 2012 61 154201]
[11]	Zhu X, Zhang X B, Chen X, Peng J G, Dai N L, Li H Q, Li J Y 2013 Acta Phys. Sin 62 094217 (in Chinese) [祝贤, 张心贲, 陈翔, 彭景刚, 戴能利, 李海清, 李进延 2013 62 094217]
[12]	Li Y, Hou J, Leng J Y, Wang W L, Jiang Z F 2013 Chin. Phys. B 22 074205
[13]	Xiao H, Ma Y X, Zhou P, Si L, Chen J B 2012 Chin. Opt. Lett. 10 021404
[14]	Zhu J J, Zhou P, Ma Y X, Xu X J, Liu Z J 2011 Opt. Express 19 18645
[15]	Chen H W, Chen S P, Wang J H, Chen Z L, Hou J 2011 Opt. Commun. 284 5484
[16]	Zhao W, Hu X H, Wang Y S, Li C, Zhang W, Yang Z, Wang H S 2011 Chinese Journal of Lasers 38 1107002 (in Chinese) [赵卫, 胡晓鸿, 王屹山, 李成, 张伟, 杨直, 王虎山 2011 中国激光 38 1107002]
[17]	Chen H W, Jin A J, Yang W Q, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Chin. Phys. B 22 064211
[18]	Chen H W, Chen Z L, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Appl. Phys. Express 6 032702
[19]	Chen H W, Chen S P, Liu T, Chen Z L, Hou J, Lu Q S, Wei H F, Li J, Tong W J 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 1073 (in Chinese) [谌鸿伟, 陈胜平, 刘通, 陈子伦, 侯静, 陆启生, 韦会峰, 李江, 童维军2013强激光与粒子束 25 1073]
[20]	Modotto D, Manili G, Minoni U, Wabnitz S, Angelis C, Town G, Tonello A, Couderc V 2011 IEEE Photo. J. 3 1149
[21]	Fang X H, Hu M L, Huang L L, Chai L, Dai N L, Li J Y, Tashchilina A Y, Zheltikov A M, Wang Q Y 2012 Opt. Lett. 37 2292
[22]	Wei H F, Chen H W, Chen S P, Yan P G, Liu T, Guo L, Lei Y, Chen Z L, Li J, Zhang X B, Zhang G L, Hou J, Tong W J, Luo J, Li J Y, Chen K K 2013 Laser Phys. Lett. 10 045101
[23]	Chen H W, Lei Y, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2012 Appl. Phys. B 109 233
[24]	Chen Z L, Hou J, Jiang Z F 2010 Laser and Optoelectronics Progress 47 020602 (in Chinese) [陈子伦, 侯静, 姜宗福 2010 激光与光电子学进展 47 020602]
[25]	Dudley J M, Genty G, Coen S 2006 Rev. Mod. Phys. 78 1135
[26]	Chen H W, Jin A J, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Chin. Phys. B 22 084205
[27]	Chen H W, Lei Y, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Opt. Laser Technol. 47 278
[28]	Genty G, Coen S, Dudley J M 2007 J. Opt. Soc. Am. B 24 1771
[29]	Chen K K, Alam S U, Price J H V, Hayes J R, Lin D J, Malinowski A, Codemard C, Ghosh D, Pal M, Bhadra S K, Richardson D J 2010 Opt. Express 18 5426
[30]	Chen H W, Guo L, Jin A J, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Acta Phys. Sin 62 154207 (in Chinese) [谌鸿伟, 郭良, 靳爱军, 陈胜平, 侯静, 陆启生 2013 62 154207]

施引文献

[1]	Knight J C, Birks T A, Russell P J, Atkin D M 1996 Opt. Lett. 21 1547
[2]	Ranka J K, Windeler R S, Stentz A J 2000 Opt. Lett. 25 25
[3]	Dudley J M, Taylor J R 2010 Supercontinuum Generation in Optical Fibers (New York: Cambridge University Press)
[4]	Wang Q Y, Hu M L, Chai L 2006 Chinese Journal of Lasers 33 57 (in Chinese) [王清月, 胡明列, 柴路 2006 中国激光 33 57]
[5]	Li S G, Yao Y Y, Fu B, Zhang L, Zheng Y, Hou L T 2010 Physics 39 682 (in Chinese) [李曙光, 姚艳艳, 付博, 张磊, 郑义, 侯蓝田 2010 物理 39 682]
[6]	Hou J, Chen S P, Chen Z L, Wang Z F, Zhang B, Song R 2013 Laser and Optoelectronics Progress 50 080010 (in Chinese) [侯静, 陈胜平, 陈子伦, 王泽锋, 张斌, 宋锐 2013 激光与光电子学进展 50 080010]
[7]	Chen H W, Chen S P, Hou J 2011 Laser Phys. 21 191
[8]	Li Y, Hou J, Wang Y B, Jin A J, Jiang Z F 2012 Acta Phys. Sin. 61 094212 (in Chinese) [李荧, 侯静, 王彦斌, 靳爱军, 姜宗福 2012 61 094212]
[9]	Li S G, Zhu X P, Xue J R 2013 Acta Phys. Sin. 62 204206 (in Chinese) [李曙光, 朱星平, 薛建荣 2013 62 204206]
[10]	Jin A J, Wang Z F, Hou J, Guo L, Jiang Z F, Xiao R 2012 Acta Phys. Sin. 61 154201 (in Chinese) [靳爱军, 王泽锋, 侯静, 郭良, 姜宗福, 肖瑞 2012 61 154201]
[11]	Zhu X, Zhang X B, Chen X, Peng J G, Dai N L, Li H Q, Li J Y 2013 Acta Phys. Sin 62 094217 (in Chinese) [祝贤, 张心贲, 陈翔, 彭景刚, 戴能利, 李海清, 李进延 2013 62 094217]
[12]	Li Y, Hou J, Leng J Y, Wang W L, Jiang Z F 2013 Chin. Phys. B 22 074205
[13]	Xiao H, Ma Y X, Zhou P, Si L, Chen J B 2012 Chin. Opt. Lett. 10 021404
[14]	Zhu J J, Zhou P, Ma Y X, Xu X J, Liu Z J 2011 Opt. Express 19 18645
[15]	Chen H W, Chen S P, Wang J H, Chen Z L, Hou J 2011 Opt. Commun. 284 5484
[16]	Zhao W, Hu X H, Wang Y S, Li C, Zhang W, Yang Z, Wang H S 2011 Chinese Journal of Lasers 38 1107002 (in Chinese) [赵卫, 胡晓鸿, 王屹山, 李成, 张伟, 杨直, 王虎山 2011 中国激光 38 1107002]
[17]	Chen H W, Jin A J, Yang W Q, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Chin. Phys. B 22 064211
[18]	Chen H W, Chen Z L, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Appl. Phys. Express 6 032702
[19]	Chen H W, Chen S P, Liu T, Chen Z L, Hou J, Lu Q S, Wei H F, Li J, Tong W J 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 1073 (in Chinese) [谌鸿伟, 陈胜平, 刘通, 陈子伦, 侯静, 陆启生, 韦会峰, 李江, 童维军2013强激光与粒子束 25 1073]
[20]	Modotto D, Manili G, Minoni U, Wabnitz S, Angelis C, Town G, Tonello A, Couderc V 2011 IEEE Photo. J. 3 1149
[21]	Fang X H, Hu M L, Huang L L, Chai L, Dai N L, Li J Y, Tashchilina A Y, Zheltikov A M, Wang Q Y 2012 Opt. Lett. 37 2292
[22]	Wei H F, Chen H W, Chen S P, Yan P G, Liu T, Guo L, Lei Y, Chen Z L, Li J, Zhang X B, Zhang G L, Hou J, Tong W J, Luo J, Li J Y, Chen K K 2013 Laser Phys. Lett. 10 045101
[23]	Chen H W, Lei Y, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2012 Appl. Phys. B 109 233
[24]	Chen Z L, Hou J, Jiang Z F 2010 Laser and Optoelectronics Progress 47 020602 (in Chinese) [陈子伦, 侯静, 姜宗福 2010 激光与光电子学进展 47 020602]
[25]	Dudley J M, Genty G, Coen S 2006 Rev. Mod. Phys. 78 1135
[26]	Chen H W, Jin A J, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Chin. Phys. B 22 084205
[27]	Chen H W, Lei Y, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Opt. Laser Technol. 47 278
[28]	Genty G, Coen S, Dudley J M 2007 J. Opt. Soc. Am. B 24 1771
[29]	Chen K K, Alam S U, Price J H V, Hayes J R, Lin D J, Malinowski A, Codemard C, Ghosh D, Pal M, Bhadra S K, Richardson D J 2010 Opt. Express 18 5426
[30]	Chen H W, Guo L, Jin A J, Chen S P, Hou J, Lu Q S 2013 Acta Phys. Sin 62 154207 (in Chinese) [谌鸿伟, 郭良, 靳爱军, 陈胜平, 侯静, 陆启生 2013 62 154207]

[1]	田康振, 胡永胜, 任和, 祁思胜, 杨安平, 冯宪, 杨志勇. 高激光损伤阈值Ge-As-S硫系玻璃光纤及中红外超连续谱产生. , 2021, 70(4): 047801. doi: 10.7498/aps.70.20201324
[2]	孙剑, 李唐军, 王目光, 贾楠, 石彦超, 王春灿, 冯素春. 高非线性光纤正常色散区脉冲尾部非频移分量演化. , 2019, 68(11): 114210. doi: 10.7498/aps.68.20190111
[3]	熊梦杰, 李进延, 罗兴, 沈翔, 彭景刚, 李海清. 新型高双折射微结构纤芯光子晶体光纤的可调谐超连续谱的特性研究. , 2017, 66(9): 094204. doi: 10.7498/aps.66.094204
[4]	江俊峰, 黄灿, 刘琨, 张永宁, 王双, 张学智, 马喆, 陈文杰, 于哲, 刘铁根. 用于CARS激发源的全光纤飞秒脉冲谱压缩. , 2017, 66(20): 204207. doi: 10.7498/aps.66.204207
[5]	贾楠, 李唐军, 孙剑, 钟康平, 王目光. 高非线性光纤正常色散区利用皮秒脉冲产生超连续谱的相干特性. , 2014, 63(8): 084203. doi: 10.7498/aps.63.084203
[6]	王威彬, 杨华, 唐平华, 韩芳. 光子晶体光纤超连续谱产生过程中色散波的孤子俘获研究. , 2013, 62(18): 184202. doi: 10.7498/aps.62.184202
[7]	赵原源, 周桂耀, 李建设, 韩颖, 王超, 王伟. V型高双折射光子晶体光纤超连续谱产生的实验研究. , 2013, 62(21): 214212. doi: 10.7498/aps.62.214212
[8]	祝贤, 张心贲, 陈翔, 彭景刚, 戴能利, 李海清, 李进延. 在色散渐减光子晶体光纤中产生超连续谱的实验研究. , 2013, 62(9): 094217. doi: 10.7498/aps.62.094217
[9]	谌鸿伟, 郭良, 靳爱军, 陈胜平, 侯静, 陆启生. 基于光子晶体光纤的百瓦量级超连续谱光源研究. , 2013, 62(15): 154207. doi: 10.7498/aps.62.154207
[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]	李建锋, 周桂耀, 侯蓝田. 光子晶体光纤超连续谱的孤子俘获数值研究. , 2012, 61(12): 124203. doi: 10.7498/aps.61.124203
[12]	靳爱军, 王泽锋, 侯静, 郭良, 姜宗福. 光子晶体光纤反常色散区抽运产生超连续谱的相干特性分析. , 2012, 61(12): 124211. doi: 10.7498/aps.61.124211
[13]	王彦斌, 熊春乐, 侯静, 陆启生, 彭杨, 陈子伦. 长脉冲抽运光子晶体光纤四波混频和超连续谱的理论研究. , 2011, 60(1): 014201. doi: 10.7498/aps.60.014201
[14]	陈泳竹, 李玉忠, 徐文成. 色散平坦渐减光纤产生平坦超宽超连续谱的特性研究. , 2008, 57(12): 7693-7698. doi: 10.7498/aps.57.7693
[15]	刘卫华, 宋啸中, 王屹山, 刘红军, 赵卫, 刘雪明, 彭钦军, 许祖彦. 飞秒激光脉冲在高非线性光子晶体光纤中产生超连续谱的实验研究. , 2008, 57(2): 917-922. doi: 10.7498/aps.57.917
[16]	夏舸, 黄德修, 元秀华. 正常色散平坦光纤中皮秒抽运脉冲超连续谱的形成研究. , 2007, 56(4): 2212-2217. doi: 10.7498/aps.56.2212
[17]	贾亚青, 闫培光, 吕可诚, 张铁群, 朱晓农. 高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲的传输特性和超连续谱产生机制的实验研究及模拟分析. , 2006, 55(4): 1809-1814. doi: 10.7498/aps.55.1809
[18]	刘卫华, 王屹山, 刘红军, 段作梁, 赵卫, 李永放, 彭钦军, 许祖彦. 初始啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中超连续谱产生的影响. , 2006, 55(4): 1815-1820. doi: 10.7498/aps.55.1815
[19]	陈泳竹, 李玉忠, 屈圭, 徐文成. 反常色散平坦光纤产生平坦宽带超连续谱的数值研究. , 2006, 55(2): 717-722. doi: 10.7498/aps.55.717
[20]	李曙光, 冀玉领, 周桂耀, 侯蓝田, 王清月, 胡明列, 栗岩峰, 魏志义, 张　军, 刘晓东. 多孔微结构光纤中飞秒激光脉冲超连续谱的产生. , 2004, 53(2): 478-483. doi: 10.7498/aps.53.478

计量

文章访问数: 6975
PDF下载量: 1250
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