2012年回顾

本来这个网站是为了及时发布最近的研究进展的,但是因为忙和懒,没有做到这点。趁着年终填各种总结和考核表格,来总结下2012年度的研究工作吧。2010年8月到光机所,建设实验室带学生,到2012年终于有收获了。

一、光纤钠导星激光器

我想目前我们最重要的工作,也是最容易拿到资助的工作,还是钠导星激光器方面的研究。这是国外工作的延续,回国后的目标,一方面是在国内实现同样指标的激光器,尽力把涉及的技术自主化;另一方面是进一步优化,提高输出指标。技术方案的主线还是1178nm的窄线宽拉曼光纤放大器,然后倍频至589nm。与在国外做的工作技术路线上的不同是,选择采用保偏光纤来做拉曼放大器,避免放大器输出后的偏振控制回路,提高激光器系统的可靠性。

为了做保偏的拉曼光纤放大器,我们花了很大精力来研制线偏振的1120nm光纤激光泵浦源。线偏振光纤激光器的研究目前不太多,因此,这方面的工作导出了不少可发表的结果。刚开始,我们采用保偏光纤耦合器制作偏振依赖的光纤环形镜作为激光器的一个腔镜,使用保偏增益光纤,获得了线偏振的输出( Opt. Comm., 285, 2410-2413Proc. SPIE 8198, 81980M)。然后用它来泵浦保偏光纤的拉曼激光器,获得线偏振的1120nm激光输出(Chin. Opt. Lett. 10, 021406)。接着,我们把精力集中在Yb光纤激光器直接获得1120nm上。所用的增益光纤和FBG反射镜都采用保偏光纤,通过两个FBG反射镜轴交叉对准的办法,获得线偏正光纤激光输出(Appl. Opt. 51, 3801-3803)。紧接着,我们又把线偏振1120nm Yb光纤激光器的输出提高至100W(Opt. Express 20, 28373-28378)。

窄线宽的拉曼光纤放大器的核心问题是受激布里渊散射抑制,我们进一步优化了在光纤上施加应力分布的抑制方法,获得了44W的单频1178nm拉曼光纤放大器输出,光光效率达52%。这个结果是目前国际最高水平(Opt. Lett. 37, 4796-4798)。经过自制的谐振倍频腔,获得了25W的连续波黄光输出,波长锁定到钠黄线。这样的指标已经可以满足天文自适应光学的需求。

以上工作在去年成都的激光会议上做了介绍,会议PPT在这里

二、非常规波长的Yb光纤激光器

单频与特殊波长激光器是我们工作的一个特色。拉曼光纤激光器波长覆盖宽,Yb光纤激光器实际上也可以覆盖很宽范围。

我们针对汞原子冷却的需求,研究了1014.8nm的单频光纤放大器。之前有1014.8nm 单频Yb光纤放大器的报道,但是为了克服增益中心波长处的放大自发辐射,增益光纤被冷却至液氮温度。我们的理论分析认为,室温下也可以在Yb掺杂光纤中实现高功率的1014.8nm放大,然后初步的实验获得了8W的输出,结果尚未发表。

针对同带泵浦高功率Yb光纤激光器这个热点,我们研究了1018nm的Yb光纤激光器。提出采用掺磷光纤把Yb发射谱往短波移以利于1018nm激光的想法,并作了验证性实验(Appl. Opt. 51, 7130-7133)。

在长波这一段,除了上面已经提到的1120nm,我们还主要研究了1178nm的Yb光纤激光器/放大器。制作成功了小功率的1178nm Yb光纤激光器,研究了Yb掺杂光子带隙光纤1178nm放大器。结果尚未发表。

三、锁模光纤激光器

一直想研究锁模光纤激光器,选择的第一个课题是石墨烯锁模拉曼光纤激光器,想法就是把石墨烯和拉曼两者共同的宽谱特点结合起来,有望获得波长灵活的短脉冲光纤激光器。初步的实验结果有了( Photonics Journal, IEEE 4, 1809-1815),但是研究得并不彻底,有待进一步工作。

这个工作又引出全正色散锁模Yb光纤激光器方面的工作,采用多模干涉效应制作了全光纤的滤波器,演示了全光纤可调谐的耗散孤子锁模激光器(Opt. Lett. 37, 3828-3830)。

四、调Q光纤激光器

石墨烯作为可饱和吸收体不仅可以用来锁模,也可以用来调Q,我们研究了线偏振的被动调Q Yb光纤激光器(Laser Phys Lett 9, 888)。

被动调Q固然有很多优势,但是在许多具体应用中,主动调Q可能更好一点。因此,我们也开展了主动调Q光纤激光器的研究,因为项目需要,工作波长选在1120nm,因为1120nm处在增益谱的边缘,使得激光器对插入损耗非常敏感,效率与峰功率都比较低( Opt. Express 21, 289-294)。

总结

要总结的话,觉得这一年还是很不错的。在完成项目的同时,做出了不少新颖的可发表的工作。要特别感谢我的学生们。

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