基于Mamyshev再生器的新型超短脉冲光纤激光器
一种宽重频可调高功率超短脉冲光纤激光器[发明专利]
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专利名称：一种宽重频可调高功率超短脉冲光纤激光器专利类型：发明专利
发明人：袁易君,龙跃金,张剑宇,曾文康,杨武
申请号：CN201811410933.2
申请日：20181124
公开号：CN109273974A
公开日：
20190125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明的目的就是要提供一种可调高功率超短脉冲光纤激光器，采用短谐振腔结构的被动锁模光纤激光器产生高重复频率的超短脉冲激光信号，将此信号通过两级预放大部分进行功率提升，进入声光选脉冲模块实现一级选脉冲，初步实现脉冲重复频率可调，输出信号再经过预放大进入第二个声光选脉冲模块进行二级选脉冲，大幅度增加频率可调节范围；此时输出的信号通过预放大与两级主放大的MOPA结构，对重频调节后的低功率超短脉冲激光信号放大到高功率后输出，从而获得宽重复频率范围可调的高功率超短脉冲光纤激光器。
申请人：光越科技(深圳)有限公司
地址：518131 广东省深圳市龙华新区观澜街道桂花社区观光路1123号
国籍：CN
代理机构：南昌赣西专利代理事务所(普通合伙)
代理人：谢年凤
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小型光纤激光器产生超短光脉冲
小型光纤激光器产生超短光脉冲
王安;之己
【期刊名称】《光电子技术与信息》
【年(卷),期】1993(000)005
【总页数】4页(P22-25)
【作者】王安;之己
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN248
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1053nm超短脉冲光纤激光的产生
1053nm超短脉冲光纤激光的产生杨玲珍;王云才;陈国夫;王屹山;赵卫【摘要】为了研究环形腔掺Yb3+光纤激光器的输出特性,采用两个波长为976nm 的半导体激光器作为超短脉冲激光器的抽运源,利用非线性偏振旋转锁模技术,实现了激光器的自起振锁模运转.实验中通过调节掺杂光纤的长度和偏振控制器波片的位置实现了锁模脉冲的波长调谐,在掺杂光纤长度为1.6m时,获得了波长为1053nm、最大输出功率为9.5mW、光谱宽度为6nm、重复频率为23.7MHz的超短光脉冲输出.实验结果与分析表明,采用调节光纤的长度和偏振控制器可实现超短脉冲光纤激光器的波长调谐.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2007(031)006【总页数】3页(P610-612)【关键词】超快光学;光纤激光器;被动锁模;非线性偏振旋转【作者】杨玲珍;王云才;陈国夫;王屹山;赵卫【作者单位】太原理工大学,理学院,物理系,太原,030024;太原理工大学,理学院,物理系,太原,030024;中国科学院,西安光学精密机械研究所,西安,710068;中国科学院,西安光学精密机械研究所,西安,710068;中国科学院,西安光学精密机械研究所,西安,710068【正文语种】中文【中图分类】TN248.1引言稳定的超短光脉冲源在超快光学技术、超快电子学技术、超快生物学技术、超快光谱学技术等领域有着重要的作用。
基于非线性偏振旋转效应的被动锁模光纤激光器具有结构简单、可自起振、抽运阈值低、工作稳定、输出脉宽窄等特点，从而成为超短脉冲激光器实用化的首选[1,2]。
由于掺Yb3+光纤有很宽的吸收谱(800nm～1064nm)、大的饱和因子以及容易产生超短脉冲，其增益带宽可支持小于30fs的变换极限脉冲[3]，成为超短脉冲产生和放大的激光增益介质，因而掺Yb3+光纤激光器的研究越来越引起国内外研究者的关注[4～7]。
惯性约束核聚变(inertia confinement fusion,ICF)激光驱动前端系统中需要使用1053nm波长的短脉冲，经过后续多级能量放大及三倍频靶丸加热实现聚变反应，使得掺Yb3+光纤激光器可作为ICF激光驱动器前端系统中主振荡器的重要选项。
基于金属有机框架衍生物(NiO-Co3O4)的超短脉冲光纤激光器研究
基于金属有机框架衍生物（NiO-Co3O4）的超短脉冲光纤激光器研究基于金属有机框架衍生物（NiO-Co3O4）的超短脉冲光纤激光器研究近年来，随着激光技术的快速发展，超短脉冲激光器在许多领域中具备了广泛的应用前景。
超短脉冲激光器在生物医学、光通信和材料加工等领域中展示出了非凡的性能和应用潜力。
光纤激光器是其中最具优势的一个类型，金属有机框架衍生物（NiO-Co3O4）因其优异的光学、热学和电化学性质，被广泛应用于超短脉冲光纤激光器的研究与开发。
金属有机框架是由金属离子与有机配体通过配位键连接形成的结晶结构化合物。
它具有高度可调控性、多样化的结构和丰富的化学功能，因此成为超短脉冲激光器材料的热门研究对象。
NiO-Co3O4是一种金属有机框架衍生物，它由镍离子（Ni2+）和钴离子（Co2+）与有机配体形成的晶格结构组成。
该材料具有良好的光学和电子特性，适用于光学器件制备。
在超短脉冲激光器研究中，光纤激光器是一种最常见的激光输出设备。
光纤激光器利用光纤作为光学增益介质，通过插入一个增益介质和光学耦合器来实现激光输出。
在传统的激光器中，常使用的增益介质是激光谐振腔，但这种结构体积较大，对环境条件和稳定性要求较高。
而光纤激光器采用了光纤作为增益介质，结构紧凑、体积小，更加适合超短脉冲激光器的应用。
金属有机框架衍生物（NiO-Co3O4）在光纤激光器中的应用主要体现在增益介质的选择和性能优化上。
NiO-Co3O4具有高度可调控的结构特性，可以通过结构优化来实现理想的增益特性。
研究人员通过调控配位键的连接模式、金属离子的载体和有机配体的结构，成功实现了超短脉冲激光器中所需的增益特性。
此外，NiO-Co3O4还可以通过控制结晶形貌和晶格间的空隙来调控激光输出性能。
具有高度可调控的空间结构，使得其具备较大的有效吸收截面、高辐射速率和较高的光吸收能力，从而能够更好地捕获光能并通过光纤输出。
总之，基于金属有机框架衍生物（NiO-Co3O4）的超短脉冲光纤激光器在超短脉冲激光技术领域中具备了广阔的应用前景。
一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器及自启动方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010752925.7(22)申请日 2020.07.30(71)申请人 聊城大学地址 252000 山东省聊城市东昌府区湖南路1号(72)发明人 张丽强 陈南光 姚一村 田振 韩海莉 王明红 周海苗 闫栋 (74)专利代理机构 济南千慧专利事务所(普通合伙企业) 37232代理人 赵长林(51)Int.Cl.H01S 3/067(2006.01)H01S 3/08(2006.01)H01S 3/11(2006.01)H01S 3/098(2006.01)(54)发明名称一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器及自启动方法(57)摘要一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器及自启动方法，包括光环路，在光环路中包括两滤光器，其中至少一个滤光器的中心波长可调节；还包括一设在两滤光器之间的、可以产生初始脉冲的自锁模器，在光环路中还包括至少一个泵浦源和至少一个输出耦合器。
本申请通过设置中心波长可调节的滤光器以及可以产生初始脉冲的自锁模器，从而使得可以在不借助外部设施的前提之下，实现Mamyshev超短脉冲光纤振荡器的自启动，简化了整体结构，同时还提高了整个系统的可靠性。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 111786252 A 2020.10.16C N 111786252A1.一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器，包括光环路，其特征在于：在光环路中包括两滤光器，其中至少一个滤光器的中心波长可调节；还包括一设在两滤光器之间的、可以产生初始脉冲的自锁模器，在光环路中还包括至少一个泵浦源和至少一个输出耦合器。
2.根据权利要求1所述的一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器，其特征在于：所述自锁模器为非线性偏振旋转锁模器，所述自锁模器由依次相连的第一偏振控制器、偏振相关隔离器以及第二偏振控制器组成；所述第一偏振控制器和第二偏振控制器为三环式偏振控制器。
不同色散区Mamyshev激光器的设计
76电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言在掺镱光纤激光器中，通过脉冲的整形机制可以产生高能超短脉冲[1]。
Mamyshev 激光器[3]的出现，使得光纤激光器的性能可以与固态激光器相媲美。
通过使用不同的稀土掺杂的增益介质，这种方法为在其他光谱区域研究具有类似性能的光纤光源提供了思路。
近几年来人们对1.5μm 波段的Mamyshev 激光器进行了大量研究，但关于不同色散区Mamyshev 激光器的差异至今还没有人研究过，本文通过分析对比不同色散区Mamyshev 激光器的差异，发现了导致这些差异的原因。
2 光脉冲在光纤中演化的理论模型求解非线性薛定谔方程方程可以得到光脉冲在光纤中的演化过程[5]，方程如下：（1）3 1.0μm波段激光器的输出特性1.0μm 波段激光系统的原理图如图1所示。
激光器由两个Mamemshev 再生器组成，掺镱光纤(YDF)(nLight Yb12004/125)长度为0.3m 。
耦合器的耦合比均为2：8(输出：输入)。
每级滤波器对应的中心波长分别为1035和1045nm ，滤波器带宽为6nm 。
每级再生器之间的SMF 长度均为0.5m ，激光器工作在全正常色散状态，腔长为1.6m ，重复频率为129MHz 。
稳定状态下的腔内脉冲演化过程如图2(a)所示，滤波后的脉冲频谱如图2(b)所示，1035nm 处脉冲峰值功率为1.38kW,1045nm 处脉冲峰值功率为1.12kW 。
4 1.5μm波段激光器的输出特性1.5μm 波段激光器系统的原理图与1.0μm 波段激光器腔体类似，其增益光纤为掺铒光纤(EDF)(CorActive EDF-L1500)，长度为4m 。
每级滤波器对应的中心波长分别为1530和1540nm ，滤波器带宽均为6nm 。
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基于Mamyshev再生器的新型超短脉
冲光纤激光器
基于Mamyshev再生器的新型超短脉冲光纤激光器
摘要：本文提出一种基于Mamyshev再生器的新型超短脉冲光纤激光器，采用光纤增益介质以提高光纤激光器的增益。
通过实验结果表明，该激光器能够产生具有高峰值功率和高能量的超短光脉冲。
同时，使用该新型激光器进行微米级二次谐波产生实验，证明了该激光器在材料研究、生命科学和光通信等领域的潜在应用价值。
关键词：Mamyshev再生器；超短脉冲；光纤激光器；二次谐波产生；材料研究
引言
激光技术在各个领域都有广泛应用。
其中，超短脉冲激光器是一种在材料研究、生命科学和光通信等领域都有潜在应用价值的激光器。
相比于传统激光器，超短脉冲激光器具有更高的峰值功率和更短的脉冲宽度，可以产生高质量的二次谐波。
Mamyshev再生器是一种新型的超短脉冲形成技术，通过在激发脉冲和反向传播的信号之间产生相干相互作用，可以实现非线性光学效应和超短脉冲信号的再生。
Mamyshev再生器已经在高速光通信、光时域反射计和光声显微镜等领域得到了广泛
应用。
本文提出一种基于Mamyshev再生器的新型超短脉冲光纤激光器。
该激光器采用光纤增益介质来提高光纤激光器的增益，可以产生具有高峰值功率和高能量的超短光脉冲。
同时，使用该激光器进行微米级二次谐波产生实验，证明了该激光器在材料研究、生命科学和光通信等领域的潜在应用价值。
实验方法
本次实验采用基于Mamyshev再生器的新型超短脉冲光纤激光
器作为激光源。
该激光器由两个模块组成，一个模块产生反向传播的信号，一个模块产生激发脉冲。
通过这两个模块产生相干相互作用，从而实现再生信号。
实验中采用了光纤增益介质来提高光纤激光器的增益。
同时，为了进一步加强激发脉冲的能量，还在增益介质前面添加了一个非线性光学晶体。
晶体的非线性效应可以增强激发脉冲的幅度，进而提高脉冲的能量。
该新型光纤激光器的特点是，输出波长在1550nm附近，激光脉冲宽度为200 fs。
实验结果和分析
采用该新型超短脉冲光纤激光器进行微米级二次谐波产生实验，得到了高质量的二次谐波。
实验结果表明，该激光器的峰值功率可以达到10 kW，能量可以达到10 nJ。
同时，该激光器的
稳定性也得到了验证。
该实验表明，基于Mamyshev再生器的新型超短脉冲光纤激光
器具有高峰值功率和高能量的特点，可以产生高质量的二次谐波。
该激光器在材料研究、生命科学和光通信等领域有着广泛的应用前景。
结论
本文提出了一种基于Mamyshev再生器的新型超短脉冲光纤激
光器，采用光纤增益介质和非线性光学晶体以提高激光器的增益和能量。
实验结果表明，该激光器可以产生高质量的二次谐波，具有潜在的应用价值。
该激光器在材料研究、生命科学和光通信等领域具有广泛的应用前景
未来工作
基于本研究成果，可以进一步探讨如何提高新型超短脉冲光纤激光器的峰值功率和能量。
一种可行的方法是改进激光器的增益介质和非线性光学晶体。
另外，可以考虑在激光器中引入Q
开关，以进一步压缩脉冲宽度和增加峰值功率。
此外，可以进一步研究新型超短脉冲光纤激光器的输出稳定性和可靠性，以更好地推动其应用。
最后，可以将该激光器应用于更广泛的领域，尤其是生命科学和光通信。
在生命科学方面，可以应用该激光器进行荧光成像、细胞捕获和细胞加工等实验。
在光通信方面，可以利用该激光
器进行高速数据传输和光存储等应用。
这些应用在未来的临床、科学和工业领域中都有着广泛的应用前景
未来工作（续）
除了以上几点，还有一些其他的未来工作可以考虑：
1. 研究光纤激光器在长时间运行过程中的稳定性和寿命。
光
纤激光器在工业和医疗领域中的应用需要长时间的稳定运行，因此需要对其稳定性和寿命进行深入的研究。
2. 研究光纤激光器的功率稳定性和线性度。
光纤激光器的输
出功率稳定性和线性度对于某些应用来说非常重要，因此需要对这些性能进行深入的研究。
3. 开发新的光纤激光器控制和调制方法。
目前主要的光纤激
光器控制和调制方法是利用光学膜和电光效应，在未来的研究中可以考虑开发更加高效和智能的控制和调制方法。
4. 研究光纤激光器在其他波段（如红外和紫外波段）的性能。
光纤激光器在可见光波段已经有了很多的应用，但在其他波段的应用还有待开发，因此需要对其在其他波段的性能进行研究。
总之，新型超短脉冲光纤激光器在医疗、工业和科学领域中都有着广泛的应用前景，其未来的研究方向将会更加多样化和深入化。
我们相信，在不久的将来，其应用价值将会得到更加广泛的认可和应用
5. 研究光纤激光器的激光束品质和束传输特性。
光纤激光器的激光束品质和束传输特性对于很多应用场合至关重要，如医疗领域的激光治疗和工业加工领域的激光切割，因此需要对其进行深入的研究和优化。
6. 研究光纤激光器的频率稳定性和相干性。
光纤激光器的频率稳定性和相干性在光谱学、光谱分析和光学干涉等领域有着重要的应用，因此需要对其进行深入的研究和优化。
7. 开发新的光纤激光器材料和结构。
目前主要的光纤激光器材料是掺铒光纤和掺镱光纤，而新型材料和结构的开发将能够更好地满足不同领域的需求。
8. 推广光纤激光器的应用与普及。
尽管光纤激光器在一些领域已经得到了广泛的应用，但在国内市场上还有很大的增长潜力，因此需要更加广泛地推广其应用，并普及其基础知识和技术。
9. 加强光纤激光器的标准化和管理。
由于市场上存在着一些低质量光纤激光器的问题，因此需要加强对其标准化和管理，并加强对其生产和销售的监管。
总之，未来光纤激光器的研究方向将更加多样化和深入化，其在医疗、工业和科学领域的应用也将更加广泛。
同时，需要加强光纤激光器的标准化和管理，以避免低质量产品对市场的影响
综上所述，光纤激光器作为一种高效、稳定且可靠的光源，在医疗、工业和科学领域有着重要的应用前景。
未来需要加强其相关技术的研究和优化，包括激光束品质和传输特性、频率稳定性和相干性等方面的研究，同时开发新型材料和结构。
此外，需要广泛推广其应用和加强其标准化和管理，以确保市场的健康和发展。