掺Er光纤飞秒激光器载波包络位相偏移的探测

异步采样全保偏光纤光梳系统研制作者：陈飞夏宇陆诗雨郭旭罗鹏李敏郝强曾和平来源：《光学仪器》2021年第05期摘要：为了获得长期稳定的光梳光源，利用压电陶瓷（PZT）和步进电机双级反馈控制方案，研制了两台基于非线性放大环形镜（NALM）锁模的异步采样光纤光梳系统。

研究表明：该系统重复频率为75 MHz，5 min内重复频率的锁定峰峰值为±2 mHz，标准差为0.70 mHz，90 h内锁定峰峰值为±10 mHz，标准差为1.26 mHz;光纤光梳输出端口的脉冲平均功率为30 mW，经3 m保偏单模光纤压缩后脉冲宽度约为90 fs;激光器的重复频率差Δf在1 Hz～500 kHz范围内连续可调，当异步采样频差Δf为80 Hz时，扫描周期为12.5 ms，可探测出信噪比为6.3的太赫兹信号。

该方案避免使用传统机械延迟线，具有重复频率差精确可调、采样速度快、抗干扰能力强等优点。

关键词：异步采样;重复频率锁定;非线性放大;太赫兹中图分类号：TN 249文献标志码：ADevelopment of asynchronous sampling full polarization maintaining fiber optical comb systemCHEN Fei1，XIA Yu1，LU Shiyu1，GUO Xu1，LUO Peng2，LI Min1，HAO Qiang1，2，ZENG Heping3（1. School of Optical-Electrical and Computer Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China;2. Guangdong Langyan Technology Co.，Ltd.，Dongguan 523000，China;3. State Key Laboratory of Precision Spectroscopy，East China Normal University，Shanghai 200062，China）Abstract：In order to obtain a long-term stable optical comb light source，two asynchronous sampling fiber optical comb systems based on nonlinear amplifying loop mirror （NALM）mode locking were developed by using piezoelectric ceramics （PZT）and a stepper motor two-stage feedback control scheme. The research shows that the system has a repetition rate of 75 MHz，thelocked peak-to-peak value of the repetition rate within 5 min is ±2 mHz，the standard deviation is 0.70 mHz，the locked peak-to-peak value within 90 h is ±10 mHz and the standard deviation is 1.26 mHz. The average power of the pulse at the comb output port is 30 mW，and the pulse width is about 90 fs after compression by 3 m polarization-maintaining single-mode fiber. The laser repetition rate difference Δf is continuously adjustable in the range of 1 Hz to 500 kHz，when asynchronous sampling. When the frequency difference Δf is 80 Hz，the scanning period is 12.5 ms，and a terahertz signal with a signal-to-noise ratio of 6.3 can be detected. This scheme avoids the use of traditional mechanical delay lines，and has the advantages of accurate and adjustable repetition rate difference，fast sampling speed，and strong anti-interference ability.Keywords：asynchronous sampling;repetition rate locking;nonlinear amplification;terahertz引言隨着太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）与仪器的飞速发展，使其在化学、材料学、工程学、医学等领域逐步进入实用阶段[1-5]。

1550 nm飞秒脉冲自相似光纤放大仿真模拟
白笑羽;王蓟;孙旭东;贾苏蒙;郭欣宇;张永熙;王国政
【期刊名称】《发光学报》
【年(卷),期】2022(43)2
【摘要】针对全光纤的超短脉冲掺铒光纤放大器进行了仿真模拟,对正常色散条件下掺铒光纤自相似脉冲放大过程进行了详细分析。

在光纤预放大器中,使用高正色散掺铒光纤对脉冲形状进行预整形,将重复频率43 MHz、脉冲宽度600 fs、平均输出功率1.2 mW的孤子型锁模脉冲预整形为抛物线型脉冲,预整形后的脉冲通过光纤主放大器进行功率放大。

经两级光纤放大后,1.2 mW的信号光功率放大为102 mW,放大增益19.3 dB。

分析了掺铒光纤长度、放大功率对脉冲自相似演化过程的影响。

放大后的脉冲经4.4 m长单模光纤将脉冲宽度压缩至53 fs,峰值功率为44.8 kW。

【总页数】7页(P268-274)
【作者】白笑羽;王蓟;孙旭东;贾苏蒙;郭欣宇;张永熙;王国政
【作者单位】长春理工大学物理学院;鹏城实验室数学与理论部
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.4
【相关文献】
1.超连续谱注入光参量放大的宽带1053nm飞秒脉冲产生技术
2.1550nm单频脉冲光纤激光放大器实验研究
3.300W线偏振飞秒全光纤啁啾脉冲放大系统
4.掺铒
单模光纤飞秒脉冲激光器和放大器5.800nm高能量飞秒激光脉冲刻写长周期光纤光栅机理
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基于光学超晶格材料的超快激光脉冲整形和压缩研究摘要光脉冲整形可作为飞秒光脉冲产生的补充手段。

在过去几十年间，人们已经发展了一系列光波形合成（或脉冲整形）方法，可根据使用要求产生复杂的超短光学波形。

已经证明，脉冲整形系统为超快光谱学，非线性光纤光学和强场物理提供了前所未有的控制超短光脉冲波形的手段。

本文介绍了超短光脉冲整形的两种办法，第一种是即基于空间光调制器的光脉冲整形，其核心是利用模板（Mask）对在空间色散开来的各频率成分进行平行调制，从而获得所需的波形，它不改变脉冲的频谱成分，被称之为位相型整形技术，这种技术一般只改变光脉冲所包含的单色光的位相。

第二种是利用各种光学非线性手段展宽脉冲的频谱宽度，然后再利用位相型整形技术来产生各种脉冲波形，然而有些技术将这两步整合到一起，完成所需的功能。

这个技术就是利用光学超晶格材料中的倍频效应来进行脉冲整形与压缩。

近年来，各种微结构的准位相匹配材料广泛应用于频率转换领域，准位相匹配技术有很多优点：可以利用材料较大的非线性系数，不必再使用临界角匹配技术，不需要再利用材料的双折射，最重要的是，只需要相互作用的光在材料的透明范围内，利用单种材料就可以产生各种非线性过程，这对于倍频超短脉冲非常具有价值，准位相技术可以设计器件的振幅和位相响应，因此这种技术非常适合脉冲整形。

在本论文中，我们从波动方程出发，在慢变包络近似下，重新推导出了在准位相光栅中耦合波动方程的频域表达式，给出了一般色散条件下的谐波输出表达式，分析了在忽略GVD及以上的色散，谐波输出的简化表达式，详细解释了它对脉冲整形的意义。

Gennady Imeshev等人根据这些公式给出了设计各种整形功能光栅的一般步骤，并实现了fs脉冲的压缩与整形。

Gennady Imeshev等人给出的这些设计方法实现起来有一定的难度，并且对于必须考虑高阶色散条件下，设计比较繁琐，我们仔细分析了脉冲整形与压缩原理，并结合准位相匹配光栅的优点，提出了另一种方案。

引用本文：孙明星.基于全光纤拉锥滤波结构的波长可切换掺E光纤激光器[J].光通信技术，2020,44（9）:37-41.基于全光纤拉锥滤波结构的波长可切换掺2光纤激光器孙明星（洛阳市质量计量检测中心，河南洛阳471003）摘要：针对波长可切换光纤激光器存在调谐精度不高的问题，提出并设计了一种基于全光纤拉锥干涉滤波结构7掺餌光纤激光器，采用熔接机对多模光纤进行熔融拉锥处理，制备光纤马赫-曾德尔（MZ）干涉结构，所形成7周期性能量分布用于实现掺O光纤激光器波长灵活可调谐输出.实验结果表明：光纤滤波器周期为0.8nm,激光器工作阈值为58mW，在1573.45~1574.59nm7L波段内实现了单波长可调谐激光输出，波长间隔最小为0.11nm;并通过调节偏振控制器，实现了双波长激光可切换输出.在10min7稳定性测试实验中，没有出现明显7波长漂移-关键词：光纤激光器;光纤干涉;掺O光纤；光纤拉锥;多模光纤二世中图分类号：TN256文献标志码：A文章编号$1002-5561（2020）09-0037-05餐D01：10.13921/ki.issn1002-5561.2020.09.009开放科学（资源服务）标识码！OSID）：云：2Wavelength switchable erbium-doped fiber laser based onall fiber taper filter structureSUN Mingxing(Luoyang Quality Measurement and Testing Center,Luoyang Henan471003,China)Abstract:In order to solve the problem of low tuning accuracy in wavelength switchable fiber laser,an erbium-doped fiber laser based on all fiber taper interference filter structure is proposed and designed.The fiber Mach-Zehnder(MM)interference structure is fabricated by melting the multimode fiber with a fusion splicer.The periodic energy distribution is used to realize the wavelength flexibility of erbium-doped fiber laser tunable output.The experimental results show that the period of the fiber filter is0.8nm,the laser operating threshold is58mW,the single wavelength tunable laser output is realized in the L-band of 1573.45〜1574.59nm,and the minimum wavelength interval is0.11nm;the dual wavelength laser switchable output is realized by adjusting the polarization controller.In the10min stability test,there is no obvious wavelength drift.Key words:fiber laser;fiber interferometer;erbium-doped fiber;fiber taper;multimode fiber0引言光纤激光器具有环境适应性强、工作寿命长、相干性好和激光线宽窄等特点，被广泛应用于光纤通信、光纤传感、成份分析、雷达探测和高功率激光等领域6T&其中，多波长可调谐光纤激光器具有波长灵活输出、高信噪比和稳定性高等优势，应用于微波信号产生、密集波分复用、光谱探测、生物医疗和激光通信等收稿日期：2020-04-21作者简介：孙明星（⑷引一），男，河南平顶山人,硕士,工程师，研究生毕业于兰州理工大学机械学院，现工作于洛阳市质量计量检验测试中心，主要从事光学仪器的计量校准及实验工作，并对光纤传感器方面的检测进行研究，参与中心的精密仪器、光纤传感测试实验室的建立。

超宽光谱飞秒激光的产生、放大及载波包络相移控制研究超宽光谱飞秒激光的产生、放大及载波包络相移控制研究随着科学技术的进步，超宽光谱飞秒激光在现代光学领域的应用日益广泛。

它在激光器微加工、生物医学成像、光纤通信等领域具有重要的意义。

本文将重点介绍超宽光谱飞秒激光的产生、放大及载波包络相移控制研究内容。

首先，让我们来了解超宽光谱飞秒激光的产生。

飞秒激光是一种脉冲宽度极短、能量极高的激光。

它的产生主要依靠飞秒激光器。

飞秒激光器可分为主动调Q激光器和放电激光器两种类型。

主动调Q激光器主要利用非线性晶体的Kerr效应对光腔进行调制，以实现超短脉冲的产生。

放电激光器则是通过高压放电激励气体产生飞秒激光。

超宽光谱的形成与激光的谱宽度密切相关。

激光脉冲的谱宽度受多种因素影响，包括激光器自身的性能以及外界环境的影响。

在超宽光谱飞秒激光产生过程中，常常采用增益控制技术来拓宽激光的光谱宽度，以获得高能量的飞秒激光。

其次，放大是超宽光谱飞秒激光的重要环节。

超宽光谱激光经过放大器的放大，可以显著提高激光的能量。

在飞秒激光放大器中，常用的放大介质包括Nd:YAG晶体和光纤。

其中，光纤放大器具有体积小、重量轻、稳定性好等优点，因此被广泛应用于超宽光谱飞秒激光体系中。

此外，为了实现对超宽光谱飞秒激光波形的调控，载波包络相移控制技术也得到了深入研究。

载波包络相移控制是指通过适当调整激光的波长、频率等参数，来实现对飞秒激光波形的精确控制。

这种技术在超宽光谱飞秒激光的应用中具有重要意义，可以实现激光波形的快速调节和优化。

要实现超宽光谱飞秒激光的载波包络相移控制，通常采用光学自相位调制（OPCM）技术。

OPCM技术利用非线性介质的非线性折射率特性，调制激光的折射率来实现相移的控制。

此外，光纤光栅也可以被用作载波包络相移控制的调制器件。

总之，超宽光谱飞秒激光的产生、放大及载波包络相移控制研究已成为光学领域中的热门研究领域。

在超宽光谱飞秒激光产生方面，主动调Q激光器和放电激光器是两种常用的激光器类型。

飞秒激光脉冲的载波包络相位(CEP)测量的实验研究的开题报告一、选题背景飞秒激光脉冲是一种非常重要的工具，被广泛应用于许多领域，包括光学、生物学、材料科学和量子技术等。

其中，飞秒激光脉冲的载波包络相位(CEP)是一个重要的参数，影响着激光脉冲的性质和应用。

因此，CEP的精确测量是非常重要的。

目前，已经发展了许多测量CEP的方法，包括干涉测量法、SPIDER法、FROG法等。

然而，这些方法在实际应用时仍然存在一些问题，比如需要复杂的仪器，测量结果的稳定性不高等。

因此，开发新的测量CEP的方法具有很高的研究价值和实用意义。

二、研究内容和研究目标本研究的目标是开发一种新的测量CEP的方法，并且进行实验研究。

具体的研究内容包括以下几个方面：1.理论研究：分析飞秒激光脉冲的CEP及其对激光脉冲性质的影响，建立CEP与激光脉冲波形之间的关系模型。

2.方法开发：开发一种新的测量CEP的方法，该方法应该具有简单、快速、高精度和稳定的特点，在实际应用中能够取得良好的效果。

3.实验研究：利用该方法对飞秒激光脉冲的CEP进行测量，并与其他现有方法进行比较，验证该方法的有效性和优越性。

三、研究方法和技术路线本研究的方法和技术路线包括以下几个方面：1.理论研究：分析CEP与激光脉冲波形之间的各种关系模型，并进行模拟和分析。

2.方法开发：利用现有的技术手段，如自相关技术、频谱分析技术等，设计出一种新的测量CEP的方法。

3.实验研究：利用飞秒激光系统，进行实验测量，并且与其他现有方法进行比较，评估测量结果的精度和稳定性。

四、研究预期结果和意义本研究的预期结果和意义包括以下几个方面：1.开发出一种新的测量CEP的方法，该方法具有简单、快速、高精度和稳定的特点，在实际应用中具有很大的潜力。

2.为飞秒激光脉冲的应用提供更好的技术支持，进一步推动相关领域的发展。

3.为实验研究提供更加精确和可靠的数据，促进科学研究的进步。

用于光腔衰荡光谱测量的多支路掺铒光纤飞秒光梳系统
饶冰洁;张攀;李铭坤;杨西光;闫露露;陈鑫;张首刚;张颜艳;姜海峰
【期刊名称】《物理学报》
【年(卷),期】2022(71)8
【摘要】报道了用于光腔衰荡光谱测量的多支路掺铒光纤飞秒光梳系统.该系统以“9”字型全保偏掺铒飞秒光纤激光器为激光源.利用自制的锁相环电路,获得的重复频率和载波包络相移频率秒级稳定度分别为5.85× 10^(-18)/τ^(1/2)和4.95× 10^(-18)/τ^(1/2).为了满足CO, CH;等分子吸收光谱测量,利用啁啾放大和非线性光谱展宽技术,采用多支路结构,将飞秒光梳直接输出光谱由1500—1600 nm分别扩展至8个目标波长(1064, 1083, 1240, 1380, 1500,1600, 1750和2100 nm)处,各目标波长处的单模功率均大于300 n W,满足光腔衰荡光谱测量实验的需求.【总页数】8页(P130-137)
【作者】饶冰洁;张攀;李铭坤;杨西光;闫露露;陈鑫;张首刚;张颜艳;姜海峰
【作者单位】中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室;中国科学院大学天文与空间科学学院;中国科学技术大学量子物理与量子信息研究部
【正文语种】中文
【中图分类】TN2
【相关文献】
1.Ba原子吸收系数的光腔衰荡光谱测量
2.基于掺铒(Er3+)光纤飞秒光孤子脉冲的实验放大研究
3.光反馈光腔衰荡和脉冲光腔衰荡技术测量腔镜高反射率的对比研
究(英文)4.面向Li原子D1线频率测量应用的掺铒飞秒光纤光梳系统5.基于腔反射光控制的腔衰荡光谱测量实验研究
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可用于深空信息传输的光纤激光相控阵技术王天枢;孙鸿伟;韩建;张鹏;胡源;张立中;刘京郊;姜会林【期刊名称】《深空探测学报》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】提出采用面向动态连接的光纤激光相控阵的深空激光通信及全光组网技术，对4～35万千米深空探测链路功率进行了仿真，由于1.55μm 掺铒光纤放大器的饱和输出限制，使其安全裕量大大低于1.064μm 载波源的安全裕量。

模拟了1.064μm 的光纤激光相控阵在深空通信中的远场强度分布图，阵元数目为20×20时，阵元间距为20μm、纤芯半径为10μm，远场的扫描角度范围为±1.309°。

结果表明，1.064μm 光纤激光相控阵光源具有深空链路传输优势，该研究为面向动态连接的激光相控通信的实现提供理论依据。

%In this paper,the technology of deep space laser communication and all optical networking based on fiber laser phased array using dynamic connection is proposed.The link power in deep space laser communication from 40 000 km to 35 000 km are simulated.Because the limit of saturation output of erbium-doped fiber amplifier, the safety margin using 1.55 μm laser is much lower th an that of 1.064μm.The far field intensity distribution of 1.064μm fiber laser phased array in deep space is simulated.It is found that the scanning angle range is different with distance between two adjacent elements.With a 20 × 20 array,fiber core radius and distance between two adjacent elements are 10 μm and 20 μm respectively,the scanning angle range is ±1.309°.Therefore,the fiber laser phased array of the light source at 1.064μm is more suitable for deep space communication systems.This study provide a theoretical basis for the realization of a dynamic link for laser phased communication.【总页数】7页(P282-288)【作者】王天枢;孙鸿伟;韩建;张鹏;胡源;张立中;刘京郊;姜会林【作者单位】空间光电技术国家地方联合工程研究中心，长春 130022; 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，长春 130022; 长春理工大学空间光电技术研究所，长春 130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心，长春 130022; 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，长春130022; 长春理工大学空间光电技术研究所，长春 130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心，长春 130022; 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，长春 130022; 长春理工大学空间光电技术研究所，长春130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心，长春 130022; 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，长春 130022; 长春理工大学空间光电技术研究所，长春 130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心，长春130022; 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，长春130022; 长春理工大学空间光电技术研究所，长春 130022;空间光电技术国家地方联合工程研究中心，长春 130022; 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，长春 130022; 长春理工大学空间光电技术研究所，长春130022;北方电子技术研究所，北京 100083;空间光电技术国家地方联合工程研究中心，长春130022; 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，长春 130022; 长春理工大学空间光电技术研究所，长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN2【相关文献】1.可用于深空信息传输的光纤激光相控阵技术 [J], 王天枢;孙鸿伟;韩建;张鹏;胡源;张立中;刘京郊;姜会林;2.深空月地激光高速信息传输技术 [J], 谭立英; 孙征虎3.深空月地激光高速信息传输技术 [J], 谭立英; 孙征虎4.用于深空粒子探测系统的自动标定装置研制 [J], 孙志朋;张永杰;方芳;蒲天磊;颜俊伟;柯凌云;千奕;孔洁;杨海波;佘乾顺;赵红赟;苏弘;余玉洪;唐述文5.一种用于深空探测的Chirp变换频谱分析仪设计与实现 [J], 王业欢;董晓龙;朱迪;刘梦伟;宫俊杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。