摘要
采用数值模拟的方法,研究了增益分布对皮秒脉冲自相似放大的影响。构建了掺镱光纤内超短激光脉冲自相似放大的理论模型,以不同的泵浦方式、光纤长度和总增益系数实现不同的增益分布,探究了不同增益分布对增益光纤中皮秒脉冲的自相似放大过程和结果的影响。结果表明,皮秒脉冲在不同的增益分布下存在最佳的自相似放大结果,可以得到近变换极限的百飞秒高质量脉冲输出。发现同一信号光脉冲在增益光纤中演化至自相似放大过程时,正向泵浦方式下的演化速度比反向泵浦快。对于不同的增益光纤长度和总增益系数,正向泵浦方式下的信号光自相似区域主要集中在低入射脉冲能量和长波长区域,反向泵浦方式下的信号光自相似区域主要集中在高入射脉冲能量和短波长区域。
The effects of gain distribution on self-similar amplification of picosecond pulses in a Yb-doped fiber laser system were studied by numerical simulation. Ultrashort laser pulses amplified in self-similar amplification theoretical model was established to analyze the impact of pump configuration, fiber length and total gain coefficient on the self-similar amplification evolution and laser output performance. Detailed numerical simulation reveals that the best self-similar amplification result can be found for different cases, where high-quality self-similar pulses with ~100 fs transform-limited pulse duration are obtained. It is demonstrated that the self-similar evolution speed in a forward-pumping scheme is faster than that in a backward-pumping scheme for a fixed seed pulse. Furthermore, the results indicate that for the self-similar amplifier with different fiber lengths and gain coefficients, the forward-pumping scheme shows better evolution results in lower seed energy and longer wavelength range, while the backward-pumping scheme is more suitable for the higher seed energy and shorter wavelength range.
作者
张韵
刘博文
宋寰宇
李源
柴路
胡明列
Zhang Yun;Liu Bowen;Song Huanyu;Li Yuan;Chai Lu;Hu Minglie(Ultrafast Laser Laboratory,College of Precision Instruments and Opto-Electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China)
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2021年第4期119-128,共10页
Infrared and Laser Engineering
基金
国家自然科学基金(U1730115,61535009,11527808)
等离子体物理重点实验室项目(JCKYS2019212011)。
关键词
皮秒激光
自相似放大
光纤放大器
增益分布
picosecond laser
self-similar amplification
fiber amplifier
gain distribution
作者简介
第一作者:张韵,男,硕士;2009~2013年就读于天津大学求是学部电子科学与技术(光学方向)专业,获得学士学位;在天津大学光学超快激光研究室攻读硕士学位,主要从事光纤飞秒激光器方面的研究工作,2019年获得硕士学位。目前在浙江舜宇光学有限公司工作,主要负责手机镜头的设计与研发;导师简介:刘博文,天津大学精密仪器与光电子工程学院,副教授,博士生导师。2009年在天津大学获得光学工程博士学位,后留校任教。长期从事光纤飞秒激光技术与非线性光纤光学方面的研究,在Optics Letters、Optics Express等国内外高水平光学类期刊发表论文60余篇,其中SCI检索50篇,他引200次以上。获得中国百篇最具影响国际学术论文、全国优博论文提名奖、教育部技术发明一等奖等多个奖项。
