光纤激光器直接输出的高功率贝塞尔超短脉冲

谢辰; 胡明列; 徐宗伟; 兀伟; 高海峰; 张大鹏; 秦鹏; 王艺森; 王清月

doi:10.7498/aps.62.064203

摘要

构建了一种能够直接输出高功率贝塞尔超短脉冲的光纤激光放大器. 该方案基于在光纤端面特殊设计和制备的微型负轴锥镜, 针对常规超短脉冲光纤激光放大系统所设计, 不需要引入其他分立整形器件, 避免了目前基于轴锥透镜产生贝塞尔光束的通用方法所带来的额外烦琐准直工作, 极大简化了产生贝塞尔光束的方法. 其中的微型负轴锥镜由聚焦粒子束刻蚀法在一段掺镱大模场光子晶体光纤的端面制备, 它和光纤激光系统中的固有准直透镜构成了集成化的光束整形器件. 基于数值模拟结果成功搭建的系统与理论设计一致, 直接输出了在米量级具有高度准直无衍射特性的啁啾皮秒贝塞尔超短脉冲波包, 平均功率高达10.1 W, 对应脉冲能量178 nJ, 经过光栅对压缩后脉冲宽度可达140 fs.

关键词:

Abstract

High power Bessel pulses directly output from a fiber-based amplifier system are demonstrated. A compact solution based on the inverse micro-axicon (IMAX) on fiber end is proposed for the conventional ultrashort pulse fiber laser system to enable the direct generation of high power Bessel pulses from lasers without any additional exhausting alignments. The IMAX is fabricated on one facet of a ytterbium-doped large mode area fiber by focusing ion beam technique and constitutes an integrated beam shaper in combination with an inherent collimating lens in the fiber laser system. The experimental results accord qualitatively with the simulations. The system can directly generate chirped Bessel pulses with diffraction-free propagation in meter-scaled free space. The highest average power of such a wavepacket can reach 10.1 W, correspongding to 178 nJ, and the pulse duration can be dechirped to 140 fs.

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, 超快激光研究室, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072;

2.
天津大学, 精密测量技术与仪器国家重点实验室, 天津市微纳制造技术工程中心, 天津 300072

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB808101, 2010CB327604)、国家自然科学基金(批准号: 61078028, 60838004)、全国优秀博士论文作者专项资金(批准号: 2007B34)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20110032110056) 资助的课题.

Authors and contacts

1.
Ultrafast Laser Laboratory, College of Precision Instruments and Opto-Electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin 300072, China;

2.
State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Centre of MicroNano Manufacturing Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant Nos. 2011CB808101, 2010CB327604), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61078028, 60838004), the Foundation for the Author of National Excellent Doctoral Dissertation, China (Grant No. 2007B34), the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20110032110056).

参考文献

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施引文献

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