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全光纤自相似锁模激光器实验及理论研究
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作者 王洋洋 周勇 高伟清 《量子电子学报》 北大核心 2025年第1期80-88,共9页
在锁模光纤激光器中,本研究基于高集成度器件同时实现了泵浦耦合、光谱滤波和偏振相关隔离损耗,进而在1550 nm波段实现了自相似被动锁模脉冲输出。同时还搭建了全光纤放大器进行非线性增益管理放大,成功将自相似脉冲的10 dB谱宽从25.9 n... 在锁模光纤激光器中,本研究基于高集成度器件同时实现了泵浦耦合、光谱滤波和偏振相关隔离损耗,进而在1550 nm波段实现了自相似被动锁模脉冲输出。同时还搭建了全光纤放大器进行非线性增益管理放大,成功将自相似脉冲的10 dB谱宽从25.9 nm拓宽至52.6 nm,然后利用负色散光纤将脉冲宽度压窄至66 fs。最后,基于广义非线性薛定谔方程与激光速率方程的数值模拟,从理论上研究了激光器和光纤放大器的脉冲运转过程。模拟结果表明腔内的窄带滤波器和较长的正色散增益光纤是线性啁啾自相似锁模脉冲产生的必要条件,当自相似脉冲被光纤预压缩后,使用足够长度的正色散增益光纤可同时实现脉冲的自相似放大以及非线性增益管理放大,从而在全光纤结构中输出脉宽小于100 fs的锁模脉冲。 展开更多
关键词 激光技术 被动光纤激光 非线性增益管理放大 自相似脉冲
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可调谐脉宽的全固态自锁模突发脉冲激光器
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作者 厉泽荣 胡淼 +3 位作者 许蒙蒙 王劭昆 周雪芳 毕美华 《光通信技术》 北大核心 2024年第4期58-62,共5页
针对目前脉冲激光器产生突发脉冲功率低、装置复杂等问题,设计一种可调谐脉宽的全固态自锁模突发脉冲激光器,理论分析了腔内法布里-珀罗(F-P)结构的自锁模激光器的突发脉冲产生机理,建立了自锁模突发脉冲激光器的理论模型。实验结果表明... 针对目前脉冲激光器产生突发脉冲功率低、装置复杂等问题,设计一种可调谐脉宽的全固态自锁模突发脉冲激光器,理论分析了腔内法布里-珀罗(F-P)结构的自锁模激光器的突发脉冲产生机理,建立了自锁模突发脉冲激光器的理论模型。实验结果表明:随着激光晶体长度的增加,突发脉冲的脉宽变宽;当激光晶体长度为5 mm、泵浦光功率为5.5 W时,获得了光束质量因子为1.42的突发脉冲,突发脉冲的重复频率为13.64 GHz,最大平均输出功率0.78 W,对应的斜效率和光光转化率分别为9.57%和8.73%。 展开更多
关键词 激光 Nd:YVO_(4) 突发脉冲 式分布
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可调谐腔长的Nd:YVO_(4)自锁模激光器
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作者 王艾军 胡淼 +4 位作者 程澍果 许蒙蒙 李浩珍 毕美华 周雪芳 《光通信技术》 北大核心 2024年第4期15-20,共6页
针对自锁模激光器中标准具效应影响激光输出性能的问题,设计了一种可调谐腔长的Nd:YVO_(4)自锁模激光器。利用单端镀膜的晶体构成腔内标准具,对激光进行选模。理论上分析了不同腔长下光谱的模式分布与其对应的时序图,实验验证了Nd:YVO_... 针对自锁模激光器中标准具效应影响激光输出性能的问题,设计了一种可调谐腔长的Nd:YVO_(4)自锁模激光器。利用单端镀膜的晶体构成腔内标准具,对激光进行选模。理论上分析了不同腔长下光谱的模式分布与其对应的时序图,实验验证了Nd:YVO_(4)晶体的荧光谱温度特性,并分别分析了其激光光谱特性、锁模脉冲序列的时间轨迹以及频谱分布。理论与仿真结果表明:当标准具的厚度与谐振腔长的光学长度之比为b/q的简分数时,纵向模式间距可被修改为原来的q倍,并输出q次谐波锁模激光;当腔长为12.2 mm,调整标准具厚度与谐振腔长的光学长度之比为3/5时,获得了41.4 GHz的高重复频率脉冲激光输出;当垂直方向半管为6 578 m W时,平均输出功率超过2.0 W,对应的斜效率和光对光转化率分别为31.2%和30.7%。 展开更多
关键词 激光 Nd:YVO_(4) 标准具效应 式分布
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用于皮秒种子锁模稳定检测的脉冲重频测量方法
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作者 张振国 马腾 +3 位作者 庄铭今 李明山 孟冬冬 樊仲维 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第3期701-708,共8页
针对皮秒激光器种子源锁模稳定性监测难题,设计一套基于可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的激光脉冲重复频率数字测量系统。该系统利用FPGA中的锁相环(phase locked loop,PLL)产生多路相移高频标准时钟信号,对输入光... 针对皮秒激光器种子源锁模稳定性监测难题,设计一套基于可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的激光脉冲重复频率数字测量系统。该系统利用FPGA中的锁相环(phase locked loop,PLL)产生多路相移高频标准时钟信号,对输入光脉冲信号产生的时间门进行计数测量,同时采用限幅滤波和算数平均滤波的处理方法得到更为精确稳定的频率测量值,以增强系统的抗干扰能力。该系统对80 MHz待测信号进行测量,理论测量精度可以达到31.7 Hz,相对精度可以达到3.96×10^(-7)。根据实验测试结果,实际精度约为18 Hz,相对精度为2.25×10^(-7),系统设计满足精度要求。结果表明,该系统能够精准感知MHz级皮秒种子激光脉冲重复频率变化,为进一步判断与控制锁模稳定提供基础,同时也对其他工业测频装置设计有参考价值。 展开更多
关键词 皮秒激光 脉冲重复频率 可编程门阵列 等精度周期测量 滤波处理
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基于PbS量子点的可调谐高能量锁模光纤激光器
5
作者 陈广伟 赵悦 +6 位作者 胡国庆 秦莹 贾凯琳 陈丽 李慧宇 贺敬文 周哲海 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期102-109,共8页
基于低维纳米材料的飞秒光纤激光器在光学开关、光纤传感和光通信领域中发挥着重要的作用。然而,低损伤阈值限制了其在高能量激光领域的实际应用。为了解决这一问题,实验中基于PbS量子点饱和吸收体,在近零色散区研究掺铒光纤激光器的飞... 基于低维纳米材料的飞秒光纤激光器在光学开关、光纤传感和光通信领域中发挥着重要的作用。然而,低损伤阈值限制了其在高能量激光领域的实际应用。为了解决这一问题,实验中基于PbS量子点饱和吸收体,在近零色散区研究掺铒光纤激光器的飞秒脉冲输出特性,脉冲中心波长为1568.6 nm,光谱的3 dB带宽为11.4 nm,脉冲半高全宽为361 fs。利用多模光纤中的非线性多模干涉效应实现带宽可调的光谱滤波效应,调节偏振相关“基模”引起的群时间延迟量调控腔内总色散量,升高泵浦驱动电流达到饱和吸收体的反饱和吸收特性区域,实现从展宽脉冲到高能量耗散孤子共振脉冲的切换。由于局部的非同步色散波与孤子之间的相消干涉效应,导致耗散孤子共振脉冲光谱出现了dip型边带和Kelly边带不对称地分布在光谱两边的现象。通过调谐腔内脉冲的偏振状态和泵浦功率,高能量脉冲的半高全宽可以在7.7~23 ns之间调谐。当泵浦驱动电流达到800 mA时,腔内激光脉冲能量为34.8 nJ,其损伤阈值大于60 mJ/cm^(2)。该工作为实现高效、高能量飞秒光纤激光提供了新的解决方案。 展开更多
关键词 PbS量子点 高能量脉冲 光纤激光 干涉效应
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重频可调谐U波段被动谐波锁模光纤激光器
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作者 王明娇 黄千千 +3 位作者 李卫淅 田昊晨 黄梓楠 牟成博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期40-48,共9页
U波段(1 625~1 675 nm)高重频锁模光纤激光器在甲烷气体检测、扩展通信波段、光子显微镜、眼部手术等领域有广泛的应用前景。基于被动谐波锁模(Harmonic Mode-Locking, HML)的孤子自频移(Soliton Self-Frequency Shift, SSFS)技术是一... U波段(1 625~1 675 nm)高重频锁模光纤激光器在甲烷气体检测、扩展通信波段、光子显微镜、眼部手术等领域有广泛的应用前景。基于被动谐波锁模(Harmonic Mode-Locking, HML)的孤子自频移(Soliton Self-Frequency Shift, SSFS)技术是一种实现高重频U波段激光输出的有效方式。首先搭建了基于非线性偏振旋转(Nonlinear Polarization Rotation, NPR)的被动HML光纤激光器,并以此为种子源,通过级联的放大系统将输出功率最高放大至1.7 W。而后将放大的脉冲输入到一段反常色散的色散位移光纤(Dispersion-Shifted Fiber, DSF)中,利用SSFS效应将其中心波长频移至U波段。研究了其中三个重复频率(722.0、941.7、1 224.2 MHz)状态,系统地探究了脉冲重复频率对SSFS的影响。首次使用NPR被动HML光纤激光器作为SSFS效应种子源,实现了波长可覆盖整个U波段范围的GHz脉冲输出。 展开更多
关键词 谐波光纤激光 U波段 孤子自频移 非线性偏振旋转
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基于锁模激光器的FBG电流传感器高速解调系统
7
作者 王华 何群 +5 位作者 谭如超 武冬 方一诺 马跃辉 严开全 牟成博 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期903-911,共9页
智能电网可靠、安全、经济、高效的发展目标,对电流参数的检测速率提出了更高的需求。本文开展了锁模激光器对基于磁致伸缩效应的光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)电流传感器复用实现高速解调的实验研究,首次将时间拉伸-色散... 智能电网可靠、安全、经济、高效的发展目标,对电流参数的检测速率提出了更高的需求。本文开展了锁模激光器对基于磁致伸缩效应的光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)电流传感器复用实现高速解调的实验研究,首次将时间拉伸-色散傅里叶变换(time-stretch dispersive Fourier transformation, TS-DFT)技术与光纤电流传感技术进行了结合。固定于磁致伸缩材料表面的FBG能够感知通电螺线管产生的磁场所引发的材料应变。TS-DFT技术可将应力引起的FBG波长偏移映射为时域上反射脉冲的时延偏移实现高速解调。在0~4.5 A电流范围内对2个传感FBG的波长复用进行监测,系统的解调速率高达69.6 MHz,该技术在电流或磁场传感领域有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 激光 时间拉伸-色散傅里叶变换 磁致伸缩效应 光纤布拉格光栅 光纤电流传感器
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激光器的加成脉冲锁模技术
8
作者 李世忱 王长青 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1991年第3期24-26,共3页
在回顾用各种锁模方法获得短和超短光脉冲历史的基础上,介绍过去一年多以来兴起的一种新的锁模技术——加成脉冲锁模(APM),及其已有成绩和展望。
关键词 激光 激光锁模 耦合腔 脉冲
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锁模相干激光雷达距离-多普勒成像识别仿真 被引量:3
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作者 李远洋 张合勇 +2 位作者 王挺峰 郭劲 苗锡奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期157-165,共9页
传统激光相干探测系统中,一般采用单频激光作为发射源,实现目标测量或跟踪;而在国外典型应用中,采用锁模脉冲串与相干接收方式融合,可实现目标距离-多普勒成像(简称R-D成像)。因此,此文重点针对基于锁模CO2激光的R-D成像展开仿真分析。... 传统激光相干探测系统中,一般采用单频激光作为发射源,实现目标测量或跟踪;而在国外典型应用中,采用锁模脉冲串与相干接收方式融合,可实现目标距离-多普勒成像(简称R-D成像)。因此,此文重点针对基于锁模CO2激光的R-D成像展开仿真分析。首先建立锁模脉冲串激光模型;其次对频谱混叠进行展开,并结合自旋运动中的目标模型开展回波信号的匹配滤波处理;最后通过相应FFT和IFFT运算,可获得目标的R-D图像,并给出含有噪声情况下、自旋目标在不同转动角速度以及不同脉冲回波相叠加所获的成像质量改善的R-D图。经过相应仿真分析可知,采用基于锁模脉冲串的成像方法,可利用一个大脉冲获得一幅目标R-D图,可作为弹道目标诱饵识别的"运动指纹"特征。 展开更多
关键词 相干探测 激光 R-D成像 运动指纹
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一种新型主动锁模光纤激光器腔长稳定技术研究 被引量:13
10
作者 李亚男 于晋龙 +2 位作者 王剑 戴居丰 杨恩泽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期897-900,共4页
提出了一种全新的主动锁模光纤激光器的腔长稳定方案 ,通过波长的变化检测腔长的漂移 ,使用波长锁定器得到偏移误差信号补偿腔长变化 实验得到了脉宽为 7.6ps的近变换极限锁模脉冲 ,其超模抑制比达到 6 0dB ,并且在近 2h的工作时间内... 提出了一种全新的主动锁模光纤激光器的腔长稳定方案 ,通过波长的变化检测腔长的漂移 ,使用波长锁定器得到偏移误差信号补偿腔长变化 实验得到了脉宽为 7.6ps的近变换极限锁模脉冲 ,其超模抑制比达到 6 0dB ,并且在近 2h的工作时间内工作稳定 ,波长漂移小于 0 .0 1nm 与已有的方案相比较 ,不但输出脉冲质量高、并可长时间稳定工作 ,而且由于采用了低成本的稳定方案 。 展开更多
关键词 主动光纤激光 波长定器 噪声 色散补偿光纤
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以光纤锁模激光器为发射源实现4×10Gbit/s OTDM信号330km传输 被引量:4
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作者 高以智 娄采云 +5 位作者 姚敏玉 李智红 张剑锋 霍力 董毅 谢世钟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期784-786,共3页
本文报导一个以稳定的光纤主动锁模激光器为发射源 ,以光电振荡器为帧时钟提取装置 ,以EA调制器为解复用器的 4× 10Gbit/s光时分复用通信实验系统。该系统成功地实现了单波长 40Gbit/s数据信号在 330kmSMF中的色散补偿传输 .
关键词 光纤 激光 光时分复用通信 色散补偿 光纤通信
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锁模激光脉冲串放大过程中的整形控制 被引量:1
12
作者 唐军 丁磊 +4 位作者 邓青华 罗亦鸣 许党朋 卢振华 景峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1851-1853,共3页
为了获得具有特殊要求的驱动激光,设计了一套以Nd:YVO4锁模激光器为种子光,用二极管激光器泵浦的Nd:YAG放大系统进行放大的激光系统。对放大过程中锁模激光脉冲串因增益饱和造成的脉冲串包络畸变以及对包络的整形控制进行了研究。实验... 为了获得具有特殊要求的驱动激光,设计了一套以Nd:YVO4锁模激光器为种子光,用二极管激光器泵浦的Nd:YAG放大系统进行放大的激光系统。对放大过程中锁模激光脉冲串因增益饱和造成的脉冲串包络畸变以及对包络的整形控制进行了研究。实验获得能量为24 mJ的基频光,5.7 mJ的倍频光,0.608mJ的紫外四倍频光;通过脉冲串整形控制,实现了包络顶部平整的紫外超短脉冲串输出,满足了光阴极注入器对驱动激光的特殊需求。 展开更多
关键词 激光 脉冲串 放大 整形
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谐波锁模掺铒光纤激光器的稳定性研究 被引量:5
13
作者 贾东方 谈斌 +3 位作者 王肇颖 葛春风 杨天新 李世忱 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期391-395,共5页
对谐波锁模掺铒光纤激光器的稳定性进行了实验研究.采用再生锁模技术控制腔长变化对稳定性的影响,提出了在腔内利用缠绕光纤法替代保偏光纤以获取偏振稳定机制的方案,并进行了相关实验.利用自相位调制+频谱滤波抑制超模噪音,实验中当抽... 对谐波锁模掺铒光纤激光器的稳定性进行了实验研究.采用再生锁模技术控制腔长变化对稳定性的影响,提出了在腔内利用缠绕光纤法替代保偏光纤以获取偏振稳定机制的方案,并进行了相关实验.利用自相位调制+频谱滤波抑制超模噪音,实验中当抽运功率在50 mW以上时就足可以抑制超模噪音.实验结果表明:采用以上三种措施能够较好地解决影响谐波锁模光纤激光器稳定的温漂、偏振起伏和超模噪音问题,从而大大提高了谐波锁模光纤激光器的稳定性. 展开更多
关键词 谐波光纤激光 再生技术 噪音 稳定性
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基于石墨烯可饱和吸收的锁模光纤激光器研究 被引量:9
14
作者 陈恺 祝连庆 +1 位作者 姚齐峰 骆飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期291-295,共5页
报道了一种基于单层石墨烯可饱和吸收体调Q锁模的全保偏结构掺铒光纤激光器。研究了单层石墨烯作为可饱和吸收体实现调Q锁模后的激光特征,获得了中心波长1557.69 nm的激光输出。调Q锁模脉冲包络重复频率11.49~40.41 k Hz范围变化,包络... 报道了一种基于单层石墨烯可饱和吸收体调Q锁模的全保偏结构掺铒光纤激光器。研究了单层石墨烯作为可饱和吸收体实现调Q锁模后的激光特征,获得了中心波长1557.69 nm的激光输出。调Q锁模脉冲包络重复频率11.49~40.41 k Hz范围变化,包络宽度在10.1~3.62μs范围变化。在泵浦功率为191.3 m W时,激光器最大输出平均功率9.354 m W,最大光-光转换效率为4.89%。 展开更多
关键词 调Q光纤激光 全保偏光纤结构 石墨烯饱和吸收镜
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被动锁模光纤激光器中窄带滤波器对多脉冲的影响 被引量:5
15
作者 罗智超 罗爱平 徐文成 《华南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第4期43-47,共5页
研究了在被动锁模掺铒光纤环形激光器中加入窄带滤波器对多脉冲产生的影响.在激光器的腔内插入一个窄带光纤布拉格光栅(FBG),限制激射带宽,可以在低阈值的情况下产生多脉冲.多脉冲的个数取决于泵浦功率的设置,激光器输出脉冲的个数可以... 研究了在被动锁模掺铒光纤环形激光器中加入窄带滤波器对多脉冲产生的影响.在激光器的腔内插入一个窄带光纤布拉格光栅(FBG),限制激射带宽,可以在低阈值的情况下产生多脉冲.多脉冲的个数取决于泵浦功率的设置,激光器输出脉冲的个数可以分立可调.多脉冲的混沌态数值模拟进一步证实了上述结果.窄带滤波器可以加强多脉冲的产生,这有助于进一步理解光纤激光器中多脉冲的形成机制. 展开更多
关键词 被动光纤激光 多脉冲 窄带滤波器
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锁模激光器在人卫激光测距中的应用 被引量:2
16
作者 谭业春 杜瑞林 《激光技术》 EI CAS CSCD 1996年第6期329-332,共4页
在人卫激光测距中,激光器的性能至关重要,它对仪器的测程和精度起着决定性的作用。本文将描述锁模激光器的结构。
关键词 激光 卫星测距 激光 应用 测距仪
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石墨烯锁模的全保偏光纤激光器 被引量:4
17
作者 陈恺 祝连庆 +2 位作者 娄小平 姚齐峰 骆飞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期59-66,共8页
报道了一种基于反射式石墨烯可饱和吸收镜锁模的全保偏掺铒光纤激光器。分别使用单层和十层石墨烯作为可饱和吸收器件,通过全保偏结构,避免了外界环境对腔内偏振态的影响,获得了高稳定性、高偏振度、易自启动的锁模脉冲输出,脉冲宽度分... 报道了一种基于反射式石墨烯可饱和吸收镜锁模的全保偏掺铒光纤激光器。分别使用单层和十层石墨烯作为可饱和吸收器件,通过全保偏结构,避免了外界环境对腔内偏振态的影响,获得了高稳定性、高偏振度、易自启动的锁模脉冲输出,脉冲宽度分别为697 fs和502 fs。实验表明,十层石墨烯相比于单层石墨烯能够获得更窄的脉冲宽度,更高的峰值功率,具有好的锁模效果。研究同时发现,经十层石墨烯锁模,进一步提高泵浦功率,可在全保偏光纤腔中获得重复频率62.94 MHz的二阶谐波锁模脉冲输出。并通过非线性薛定谔方程对谐波锁模产生的机理进行了分析。这种基于反射式可饱和吸收镜的全保偏锁模光纤激光器有望成为实现基频锁模与谐波锁模可切换的单偏振激光源。 展开更多
关键词 光纤激光 全保偏 反射式石墨烯可饱和吸收镜
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增益介质的色散对锁模激光器输出脉宽和啁啾的影响 被引量:3
18
作者 孔勇 陆雨田 王宁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1035-1037,共3页
利用时间域内各光学元件的传播矩阵 ,在考虑了增益介质的色散后 ,对锁模激光器输出的脉宽和啁啾做了理论方面的推导 ,并做了相关的数值模拟 ,结果表明 :当不考虑增益介质的色散时 ,其输出脉宽啁啾值为零 ;而考虑了增益介质的色散后 ,啁... 利用时间域内各光学元件的传播矩阵 ,在考虑了增益介质的色散后 ,对锁模激光器输出的脉宽和啁啾做了理论方面的推导 ,并做了相关的数值模拟 ,结果表明 :当不考虑增益介质的色散时 ,其输出脉宽啁啾值为零 ;而考虑了增益介质的色散后 ,啁啾值随色散值的增加先增加而后降低 ,且存在一个最大值 。 展开更多
关键词 激光 固体激光 脉宽 啁啾 增益介质 色散 传播矩阵
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ABCD矩阵方法在主动锁模光纤激光器理论与实验分析中的应用 被引量:3
19
作者 于晋龙 冯恩波 +2 位作者 马晓红 戴居丰 杨恩泽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期851-854,共4页
应用 ABCD矩阵方法从理论上对主动锁模环形光纤激光器进行了分析并与实验结果进行了比较 .
关键词 实验分析 主动光纤激光 ABCD矩阵方法 光纤色散 光纤非线性
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复合腔抑制主动锁模光纤激光器超模噪声的理论与实验研究 被引量:5
20
作者 胡智勇 丁永奎 +3 位作者 贾东方 张瑞峰 刘俭辉 李世忱 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期645-647,共3页
利用Vernier定理和传输函数方法,在理论上定性地分析了复合腔抑制主动锁模光纤激光器超模噪声的原理,实验中利用复合腔获得基频34MHz、脉宽37ps的72阶谐波锁模脉冲.理论和实验均表明,采用复合腔抑制超模噪声的效果并不十分明显,但在实... 利用Vernier定理和传输函数方法,在理论上定性地分析了复合腔抑制主动锁模光纤激光器超模噪声的原理,实验中利用复合腔获得基频34MHz、脉宽37ps的72阶谐波锁模脉冲.理论和实验均表明,采用复合腔抑制超模噪声的效果并不十分明显,但在实验中发现,利用复合腔可以获得较为稳定的谐波锁模脉冲,对于主动锁模光纤激光器走向实用化具有一定意义. 展开更多
关键词 主动光纤激光 噪声 复合腔 Vernier定理 传输函数 脉冲 抑制效果
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