Optical amplification enhancement in photonic crystals
提高和控制增益介质的效率是激光研究中最具挑战性的问题之一。通过测量掺杂激光染料的蛋白石基光子晶体的增益长度,我们发现面心立方光子晶体沿γ-K对称方向的光放大增强了20倍以上。这些结果从理论上解释的状态密度的方向变化,提供了一个定量的状态密度和光放大之间的联系。
2010-09-14 physics.optics
Photoluminescence, amplification and generation of optical media in without inversion and of induced radiation
染料乙醇溶液或其他介质中光致发光(PL)或激光模式的观察(石英玻璃纤维),少量掺杂某些有源工作元素,浸入环境中,不需要开始反转,因为光泵浦过程在时间上的主要作用是四光子相互作用和那些频率分量的相关放大,这是由这种相互作用产生的,并参与PL或生成。
2012-09-11 physics.optics
Modeling Light Propagation and Amplification Efficiency in Highly Multimode, Yb-doped Fiber Amplifiers
Adelaide University(阿德莱德大学);Yale University(耶鲁大学);OzGrav - Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Adelaide Node(OzGrav-澳大利亚研究委员会引力波发现卓越中心,阿德莱德节点);Future Industries Institute(未来产业研究所)
本文提出了一种用于高多模掺铒光纤放大器的数值模型,研究光传播和放大效率,分析了不同模式的生长速率及ASE抑制现象。
2026-03-12 physics.optics
Carrier-envelope offset stable, coherently combined ytterbium-doped fiber CPA delivering 1 kW of average power
提出了一种载波包络偏移(CEO)稳定的掺镱光纤啁啾脉冲放大系统,该系统采用相干合成技术,在80 MHz的脉冲重复率下输出大于1 kW的平均功率。该系统的CEO稳定性为220 mrad rms,其特征在于在10 Hz至20 MHz的频率偏移范围内使用f至2f干涉仪进行环外测量。高功率放大系统将CEO稳定振荡器的平均功率提高了5个数量级,而相位噪声仅增加了100 mrad。没有发现相干合成导致CEO噪声恶化的证据,啁啾脉冲放大器的低频CEO波动被慢环反馈抑制。据我们所知,这是第一次演示相干组合激光系统,同时提供出色的平均功率和高CEO稳定性。
2022-02-15 physics.optics
Experimental phase-space-based optical amplification of scar modes
波台球是混乱的几何极限是已知的支持非通用的空间局域模式称为疤痕模式。在微腔激光器和垂直腔面发射激光器中,疤痕模与增益的相互作用最近在光学中得到了研究。利用疤痕模在波类相空间表示中的局域化特性,报道了在掺杂D型光纤中利用增益选择疤痕模的实验结果。
2012-04-06 physics.optics
The third- and fourth-order orbital angular momentum multiplexed amplification with ultra-low differential mode gain
本文设计并制作了一种可支持四阶轨道角动量(OAM)模的双层掺铒环形芯掺铒光纤(RC-EDF),用于OAM模复用放大。利用RC-EDF,通过观察基模泵浦下的模式强度和相位分布以及测量模式增益,证明了三阶和四阶OAM模式的超低差模增益放大。在C波段,四模(l=+3,-3,+4,-4)复用放大的平均增益大于19 dB,DMG小于1dB。另外,在不同的泵浦功率下,两个共轭OAM模无论同时放大还是分别放大,其增益几乎相同。
2021-08-22 physics.app-ph physics.optics
Spatiotemporal evolutions of similariton pulses in multimode fibers with Raman amplification
这封信的目的是为演示拉曼放大的无源多模光纤中时空相似脉冲的演化铺平道路。我们提出了这些问题的数值梯度折射率和阶跃折射率多模光纤,并提供了第一次看复杂的时空动力学similariton脉冲。结果表明,在两种多模光纤中均能产生相似的脉冲。脉冲的时间和光谱演化可以表征为具有线性啁啾和kW峰值功率的抛物线形状。通过压缩这些,可以从初始皮秒脉冲开始获得高能量飞秒脉冲。在基模占主导地位的激发下,两种多模光纤中的空间光束轮廓都可以保持。在不同初始条件下,梯度折射率多模光纤中的拉曼放大和相似脉冲的产生改善了空间光束的净化过程。
2020-04-03 physics.optics
Optical parametric amplification and oscillation assisted by low-frequency stimulated emission
光学参量放大/振荡为在激光器无法到达的光谱区域产生相干光提供了强有力的工具。参数增益基于频率{ \it下变频}过程,因此对于频率比泵浦波$ω_1$的频率高$ω_3$ { \it}的信号波不能实现参数增益。本文提出了一种实现{ \it上转换}光参量放大和振荡的途径,即用低频相干泵浦光放大信号光,辅之以辅助闲频光的受激发射。当信号场在光腔中共振时,就产生参量振荡。本文给出了掺钕$^{3+}$离子的三极化铌酸锂(PPLN)晶体在$λ_3=465$ nm波长上转换光参量振荡的设计参数。
2016-03-17 physics.optics
Spatial beam self-cleaning in tapered Yb-doped GRIN multimode fiber with decelerating nonlinearity
我们实验证明了空间光束自清洁在掺镱渐变折射率多模光纤锥,无论是在被动和主动配置。注入1064 nm的输入激光束,用于从锥体的小芯侧传播到大芯侧,其中激光二极管以反向配置泵浦。克尔效应允许在没有伴随频率转换的情况下获得高光束质量放大。因此,我们的非线性锥形放大器可以为多模光纤激光器和放大器提供重要的构建模块。
2019-12-31 physics.optics
Terabit-class coherent communications enabled by an integrated photonics erbium doped amplifier
该研究利用基于超低损耗氮化硅波导的集成掺铒放大器作为16路WDM信号的提升放大器,实现81公里、25.6 Tb/s净容量的相干传输。
2025-01-09 physics.optics
23 mJ high-power fiber CPA system using electro-optically controlled divided-pulse amplification
在基于相干组束的高功率超快光纤激光器系统中实现了脉冲能量定标技术电光控制分光脉冲放大。集成光纤的前端和基于多通池的后端实现了小尺寸和模块化实施。8个脉冲的突发在多达12个掺镱大间距光纤放大器中并行放大。随后将96个总的放大脉冲副本的时空相干组合成单个脉冲,导致在674 W的平均功率下的23 mJ的脉冲能量,可压缩到235 fs的脉冲持续时间。据我们所知,这是光纤CPA系统实现的最高脉冲能量。
2021-01-24 physics.optics
Blue-enhanced Supercontinuum Generation in a Fluorine-doped Graded-index Multimode Fiber
利用1064 nm皮秒光源泵浦,在纤芯为50 μ m的渐变折射率掺氟多模光纤中实现了蓝光增强宽带超连续谱的产生。在相对较短的光纤中实现了从~400 nm到2,400 nm的多倍频程超连续谱。测得的光谱和多模非线性特性进行了比较的锗掺杂的梯度折射率多模光纤。结果表明,工程的玻璃组合物,从而其色散和吸收特性,提供了一种新的和有效的方法,以进一步控制在高度多模抛物型折射率光纤的非线性动力学。
2018-10-27 physics.optics
Broadband parametric amplification in AlGaAs-on-insulator nanowaveguides
DTU Electro, Department of Electrical and Photonics Engineering, Technical University of Denmark(丹麦技术大学电气与光子工程研究所);National Information Optoelectronics Innovation Center(国家信息光电子创新中心)
研究通过1550nm脉冲泵浦在AlGaAs-on-insulator纳米波导中实现四波混频的宽带光学参数放大,获得高达58.4dB的增益和415nm的带宽,突破芯片参数放大极限。
2026-03-27 physics.optics
Amplification and phase noise transfer of a Kerr microresonator soliton comb for low phase noise THz generation with a high signal-to-noise ratio
与掺铒光纤和半导体光放大器不同的是,光注入锁定不仅能放大克尔梳状模,而且能忠实地传递耗散克尔微谐振器孤子梳状模的相位噪声,而不会降低光的信噪比。此外,我们还证明了光注入锁定的残余相位噪声足够小,足以传递梳状模的相对相位噪声(相当于重复频率)的低相位噪声克尔梳,认为克尔梳的光注入锁定是通过光-光耦合产生低相位噪声、高信噪比的THz波的有效途径。克尔梳的电子转换
2021-12-15 physics.optics
1 kW, 10 mJ, 120 fs coherently combined fiber CPA laser system
提出了一种基于16个掺镱棒型放大器相干合成的超快光纤啁啾脉冲放大激光系统。它在1 kW平均功率和120 fs脉冲持续时间下产生10 mJ的脉冲能量。部分氦气保护,两级啁啾脉冲放大光栅压缩器的实施,以保持接近衍射极限的光束质量,通过避免在空气中的非线性吸收。
2021-03-09 physics.optics
Brillouin amplification in phase coherent transfer of optical frequencies over 480 km fiber
我们描述了使用光纤布里渊放大(FBA)的相干传输的光频率超过480公里长的光纤链路。FBA使用传输光纤本身对弱信号进行高效的双向相干放大,泵浦功率约为30 mW。在一个测试装置中,我们测量了FBA的增益和可实现的信噪比(SNR),并将其与广泛使用的单向掺铒光纤放大器(EDFA)和我们最近建造的双向EDFA进行了比较。我们还测量了由FBA引入的相位噪声,并使用了一种新的和简单的技术来稳定FBA泵浦激光器的频率。然后,我们仅使用一个中间FBA站,在总光纤长度为480 km的广域网上传输稳定的激光频率。在补偿光纤引起的噪声之后,频率以低于2x 10 -18的不确定性和不稳定性sigma(tau)= 2x 10 -14/(tau/秒)被传送到用户端。
2010-05-21 physics.optics
High efficient 120W 1018nm single-frequency narrow linewidth amplification based on wide-tunable DBR fiber seed source
本文基于宽调谐DBR光纤种子源,采用多级光纤放大结构与优化掺杂光纤,实现了120W单频窄线宽1018nm激光输出,斜率效率达77.3%,光束质量因子M2小于1.3。
2024-07-29 physics.app-ph physics.optics
Multi-stage ytterbium fiber-amplifier seeded by a gain-switched laser diode
我们演示了增益开关激光二极管在1064 nm的11 ps脉冲的全光纤放大。二极管以40 MHz的重复频率驱动,并提供13 $μ$ W的光纤耦合平均输出功率。对于325 fJ的低输出脉冲能量,我们设计了一个多级芯抽运前置放大器,以保持不希望的放大自发发射的贡献尽可能低。通过使用一种新的时域方法来确定信号与噪声的功率谱密度比(PSD),我们确定了我们的前置放大器的最佳工作点。在前置放大器之后,我们使用光纤耦合脉冲拾取器将40 MHz重复率降低到1 MHz。最后的放大是用包层泵浦的大模场面积掺Yb光纤和随后的棒型掺Yb光纤完成的。通过我们的设置,我们达到了73 dB的总增益,导致脉冲能量>5.6 $μ$ J,峰值功率>0.5 MW。在末级放大级的输出端,我们确定信号与噪声的平均PSD比为18/1。
2014-12-11 physics.optics
Optical image amplification in dual-comb microscopy by use of optical-fiber-amplified interferogram
双梳显微术(DCM)是一种基于双梳光谱(DCS)和二维光谱编码(2D-SE)相结合的无扫描共焦激光显微术,具有振幅和相位的共焦特性。然而,2D-SE光学系统中的信号损失由于降低的信噪比而阻碍了图像获取速率的增加。在这篇文章中,我们演示了在DCM与掺铒光纤放大器(EDFA)的光学图像放大。图像编码DCS干涉图与EDFA的结合使用不仅有利于幅度和相位图像的批量放大,而且还可以显著抑制放大的自发发射(ASE)背景。光学图像放大DCM的有效性突出在单次拍摄定量纳米级表面形貌和水对流下的聚苯乙烯珠动态的实时电影。该方法将是一个强有力的工具,实时观察表面形貌和快速动态现象。
2020-01-20 physics.optics
Polarization Maintaining Large Mode Area Yb Fibers for All Fiber Nanosecond Pulse Amplification
本研究针对全光纤纳秒脉冲放大的高功率需求,采用26微米模场的高高阶模损耗掺镱保偏LMA光纤,实现了高脉冲能量、近衍射极限的高消光比脉冲输出。
2025-10-03 physics.optics
Realization and characterization of a low intensity noise ultrafast Yb-doped fiber amplifier
我们报告的设计和整体表征的低噪声和负担得起的成本掺Yb双包层光纤放大器在室温下工作在近红外光谱区的脉冲重复频率为160 MHz。两个不同的实验配置进行了讨论。在第一种方案中,采用了具有71 fs的变换限制脉冲宽度、在1040 nm附近的20 nm宽的光谱和20 mW平均功率的宽带种子辐射。在第二种配置中,种子辐射由具有长达170 ps的持续时间的拉伸脉冲构成,具有以1029 nm为中心的5 nm窄脉冲光谱和2 mW平均输入功率。在这两种情况下,我们得到了放大输出功率超过2 W的变换限制脉冲序列。此外,相对强度噪声测量表明,没有显着的噪声退化发生在放大过程中。
2021-05-14 physics.optics
Controlling quasi-parametric amplifications: From multiple PT-symmetry phase transitions to non-Hermitian sensing
本研究探索准参量放大(QPA)的新相互作用机制,发现其多重PT对称相变对外部参数敏感,证明检测掺杂吸收体$10^{-11}$级不均匀性的可行性(灵敏度较线性吸收机制高一个数量级),并提供新型非线性光学传感机制。
2024-07-04 physics.optics
Photo-Writable Sulfide Glasses Used to Fabricate Core-Clad Fiber Doped with Pr$^{3+}$ for Mid-IR Luminescence
以研制用于传感、放大和激光应用的掺稀土硫族化物光纤为最终目标,研制了掺Pr $^{3+}$的芯/包层锗镓硫化物光纤。通过在GeS $_2$ -Ga $_2$ S $_3$基质中分别添加CdI $_2$和CsCl来选择芯和包层的组成以确保正$Δ$ n。这些组合物的选择也是合理的实验参数,包括特征温度和粘度。此外,从布拉格光栅光刻写的角度研究了硫化物玻璃族的飞秒激光永久光刻写性能。拉曼光谱的结构调查和Pr $^{3+}$稀土离子的结构上的效果被强调。最后,演示了由棒-管技术制成的阶跃折射率光纤在3.1 $μ$ m和5.5 $μ$ m之间(通过在1.55 $μ$ m处泵浦)的发射。
2022-08-23 physics.optics
Spatial Beam Self-Cleaning and Supercontinuum Generation with Yb-doped Multimode Graded-Index Fiber Taper Based on Accelerating Self-Imaging and Dissipative Landscape
我们实验证明了空间光束自清洁和超连续谱的产生在锥形掺镱多模光纤具有抛物线芯折射率和掺杂分布时,1064 nm的脉冲光束传播从较宽(120微米)到较小(40微米)直径。在无源模式下,将输入光束峰值功率增加到20 kW以上会导致钟形输出光束轮廓。在有源配置中,来自泵浦激光二极管的增益允许将光束自清洁与520-2600 nm之间的超连续谱产生相结合。通过逐渐减少,我们观察到耗散景观,即,平均射束功率沿MMF的非单调变化导致自清洁射束沿锥形长度的模式转变。
2019-04-05 physics.optics
Arbitrary bending of optical solitonic beam regulated by boundary excitations in a doped resonant medium
迄今为止,形状不变光束的弯曲是沿着抛物线或圆形曲线实现的。借用非线性光通信中的思想,我们提出了这样的弯曲沿任何预先指定的曲线或表面,控制的边界粒子数反转的原子在掺铒介质。在非线性Kerr介质中产生的光束通过掺杂共振介质作为加速孤子传输的预言,应该是实验上可实现的,并适用于其他领域的非线性事件,如等离子体或海浪。
2015-02-06 nlin.PS physics.optics
Nanomechanical State Amplifier Based on Optical Inverted Pendulum
本研究提出基于光学悬浮纳米粒子的三步纳米力学态放大方案,通过切换囚禁势实现相空间变量的放大与互补变量压缩,实验验证了位置放大与噪声压缩效果,可提升力传感性能。
2025-09-04 physics.optics quant-ph
A double-clad ytterbium-doped tapered fiber with circular birefringence as a gain medium for structured light
本文提出在双包层掺镱锥形光纤中采用旋转结构,利用近圆偏振本征态抑制放大过程中的偏振和形状畸变,首次在皮秒MOPA系统中实现柱矢量光束稳定放大至22 W平均功率。
2023-09-21 physics.optics
Optical Characterization of Disordered Yb-doped Silica Glass Anderson Localizing Optical Fiber
我们调查和报告的掺镱横向安德森定域光纤的光学和激光特性的光的传播,产生和放大过程中,这种新型的光纤发展的基本理解。最终,基于本文进行的测量和计算的目标是设计和构建具有高度定向光束的随机光纤激光器。这些测量是基于对该光纤中激光泵浦传播和放大的自发发射产生的某些观察。在传播方程中使用明智的近似,以简单的理论拟合实验观察来获得相关的所需参数,而不依赖于基于光纤预制件的预期构造的推测。
2021-09-23 physics.app-ph physics.optics
Femtosecond pulse amplification on a chip
本研究在CMOS兼容光子芯片上实现了飞秒脉冲的超过50倍放大,达到800 W峰值功率和116 fs脉宽,比先前片上源高2-3个数量级,为芯片集成飞秒技术开辟了新途径。
2024-08-19 physics.optics
Ho3+-doped CALGO crystals for high-power ultrafast 2.1-μm lasers
Ruhr-Universität Bochum(鲁尔大学);Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP), UMR 6252 CEA-CNRS- ENSICAEN, Université de Caen Normandie(离子、材料与光子研究中心(CIMAP),UMR 6252 CEA-CNRS-ENSICAEN,诺曼底卡昂大学);Research Center Chemical Science and Sustainability, University Alliance Ruhr(化学科学与可持续性研究中心,鲁尔大学联盟)
本文综述了掺钬CALGO晶体在高功率超快2.1微米激光振荡器和放大器中的应用进展,探讨了其增益特性及未来性能提升方向。
2026-01-21 physics.optics
Semi-linear all-polarization-maintaining Yb-doped fiber laser oscillator manifesting dual operation regime at net anomalous dispersion
本文设计了一种含啁啾光纤布拉格光栅、由非线性光学环形镜锁模的半线性全保偏掺镱光纤振荡器,在净反常色散下实现双脉冲状态,并获得6.4 nJ低噪声脉冲输出。
2023-07-19 physics.optics
On-chip integrated waveguide amplifiers on Erbium-doped thin film lithium niobate on insulator
利用光刻辅助化学机械刻蚀(PLACE)技术在掺铒薄膜锂氧化物(TFLNOI)上制作了集成光波导,实现了片上光放大。对于3.6 cm的波导长度,在1530 nm的峰值发射波长处测得小信号增益区的最大内部净增益为18 dB,表明每单位长度的差分增益为5 dB/cm。这项工作为在TFLNOI平台上单片集成各种有源和无源光子器件铺平了道路。
2021-01-04 physics.app-ph physics.optics
Low-power integrated optical parametric amplification via second-harmonic resonance
本文提出薄膜铌酸锂二次谐波共振集成OPA,以低于200 mW功率实现逾17 dB增益、95%泵浦转换和110 nm近量子极限低噪声放大。
2025-09-30 physics.optics
Optical properties of bismuth-doped SiO2- or GeO2-based glass core optical fibers
本文详细研究了不含其它杂质的SiO_2和GeO_2玻璃基掺铋光纤的光学特性。为了提供有关红外铋相关活性中心(BAC)光谱性质的重要信息,测量了220-2000 nm光谱区的激发-发射荧光光谱。得到的三维光谱已提出了不同的主机玻璃组合物:硅酸盐,锗酸盐,铝硅酸盐和磷硅酸盐。揭示了GeO_2和SiO_2玻璃中与BAC有关的能级结构和主要辐射跃迁。对BAC的基本辐射跃迁进行了荧光寿命分析。结果表明,BAC-Si和BAC-Ge(BAC分别与硅和锗有关)的能级图是相似的,相应的BAC-Ge能级比BAC-Si的能级低10-16%。实验结果表明,BAC-Si、BAC-Ge和BAC-Si、BAC-P可以分别同时存在于掺铋锗硅酸盐光纤和掺铋磷硅酸盐光纤中。首次在掺铋SiO_2玻璃光纤中实现了1410-1470 nm波长的光放大和1460 nm的激光输出。该光纤中的光增益和激光发射是基于属于BAC-Si的第一激发和基态能级之间的辐射跃迁。本文详细地测量和分析了BAC-Si和BAC-Ge在光纤中两步激发下的反斯托克斯发光光谱。
2015-03-17 physics.optics
Dispersion management of a nonlinear amplifying loop mirror-based Erbium-doped fiber laser
研究了具有两个输出端口的九字形腔结构中通过非线性放大环镜锁模的全保偏铒光纤振荡器的色散管理。在净腔色散范围为-0.034 ps2至+0.006 ps2内研究了激光器的性能。我们表明,在两个数字九输出的脉冲的频谱和时间相位有明显不同的特点。其中一个激光输出提供了质量明显更好的脉冲;尽管如此,抑制输出也提供了具有宽光谱的超短脉冲。脉冲短至79 fs的能量为83 pJ直接从激光器中产生的近零色散制度。
2020-11-26 physics.app-ph physics.optics
Highly efficient on-chip erbium-ytterbium co-doped lithium niobate waveguide amplifiers
MOE Key Laboratory of Weak-Light Nonlinear Photonics, TEDA Institute of Applied Physics and School of Physics, Nankai University(南开大学弱光非线性光子学教育部重点实验室、泰达应用物理研究院和物理学院);School of Science, Jiangsu University of Science and Technology(江苏科技大学理学院)
本研究针对LNOI平台有源器件匮乏限制光放大发展的问题,制备出铒镱共掺LNOI波导放大器,实现低泵浦功率下的高增益,为铌酸锂光子集成提供了高效有源基础器件。
2026-09-15 physics.app-ph physics.optics
Dispersion Managed Mode-locking in all-fiber Polarization-maintaining Nd-doped Laser at 920 nm
本文对掺钕保偏全光纤激光器中色散管理超短脉冲的产生进行了全面的研究。采用啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)作为半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模器和第二非透明镜,实现了一种线性激光器方案。920/1064波分复用器确保了完整的1064 nm发射滤波。CFBG的色散补偿是足够的,以达到异常的净色散在最短的激光方案,使我们能够调查锁模制度在-0.05 ps 2 - 0.24 ps 2净色散范围内,通过改变无源光纤的长度。利用这种方法,我们证明了高次谐波锁模色散接近零和大的能量跨度近抛物线形状的单脉冲操作在反常色散区。该研究得到了用于优化激光谐振腔设计和研究腔内脉冲演变的数值模拟的支持。
2023-01-13 physics.optics
Generation of a 650 nm - 2000 nm Laser Frequency Comb based on an Erbium-Doped Fiber Laser
我们提出了一种基于250 MHz的锁模掺铒光纤激光器的激光频率梳,其带宽超过300太赫兹,从660 nm到2000 nm。该系统产生1.2 nJ,70 fs的脉冲在1050 nm的放大1580 nm的激光在Er:光纤,然后通过非线性展宽到1050 nm和Yb:光纤放大。频率梳延伸到可见光是通过从1050 nm的光产生超连续谱来实现的。用级联f-2f干涉法验证了梳状相干性,并与稳频激光进行了比较。
2013-10-10 astro-ph.IM physics.atom-ph physics.optics
Strictly all-fiber picosecond Ytterbium fiber laser utilizing chirped-fiber-Bragg-gratings for dispersion control
介绍了一种基于掺镱光纤的紧凑型、严格全光纤化的皮秒脉冲源。利用精心设计的啁啾光纤布拉格光栅(C-FBG)进行色散控制和光谱滤波,在光纤振荡器中实现了稳定的孤波锁模。自启动是通过使用光纤耦合的半导体可饱和半导体镜(SESAM)保证。该振荡器输出的50 MHz 3.8ps的1064 nm脉冲序列经掺Yb光纤放大器放大到平均功率为1.2W,得到6.45ps的抛物线脉冲。基于修正的非线性薛定谔方程(NLSE)的光纤振荡器设计的数值模拟,与实验结果吻合良好。
2008-03-20 physics.optics
Generation of 3 mJ, 44 fs, 2.5 micrometer pulses from a single-stage Cr2+:ZnSe amplifier
能够通过高次谐波产生在水窗(282至533 eV)中产生阿秒X射线脉冲的激光器通常基于由飞秒或皮秒激光器泵浦的低效的多级光学参量放大器或光学参量啁啾脉冲放大器。在这里,我们报告了一种基于传统啁啾脉冲放大的非常高效的单放大级激光器,能够产生3 mJ、近变换限制的44 fs(<6个周期)、以2.5微米为中心的1 kHz脉冲。68 GW的峰值功率是该波长有史以来达到的最高值。为了充分压缩激光脉冲,我们的系统内置在氮气箱中。我们的系统采用水冷掺铬硒化锌(Cr 2+:ZnSe)作为增益介质,并由商业纳秒掺钬钇铝石榴石(Ho:YAG)激光器泵浦。
2019-10-15 physics.app-ph physics.optics
Generation of Bragg similaritons in nonlinear fiber Bragg gratings with gain
通过数值模拟研究了具有增益和正常色散的非线性光纤光栅对激光脉冲的放大。高阶色散系数引起的时间强度分布的失真进行了检查。证明了四阶色散对脉冲传输的稳定作用。在一定条件下,放大脉冲的波形向布拉格相似性演化,这是一种具有无破波时间特性的准抛物线时间轮廓。
2012-05-07 physics.optics
Design and fabrication of an intrinsically gain flattened Erbium doped fiber amplifier
报道了一种基于高度非对称同心双芯光纤的本征增益平坦掺铒光纤放大器(EDFA)的设计和制作。两个纤芯之间的相位谐振光学耦合通过其折射率分布参数的优化来定制,使得C波段内的较长波长与较短波长相比经历相对较高的放大,从而减小较短波长区域与较长波长区域之间的增益中的公知倾斜的差异。制作的掺铒光纤放大器表现出中值增益?28 dB(增益偏移低于$\pm$ 2.2 dB的C波段内)时,16个同时标准信号通道,通过保持每个通道的I/P水平在?20 dBm/通道。这样的EDFA对于在经济性是溢价的城域网中的部署应该是有吸引力的,因为它将降低增益平坦滤波器头的成本。
2009-11-20 cond-mat.other physics.optics
On-chip electrically reconfigurable octave-bandwidth optical amplification from visible to near-infrared
Photonics Initiative, Advanced Science Research Center, City University of New York(纽约市立大学高级科学研究中心光子学倡议);Physics Program, Graduate Center, City University of New York(纽约市立大学研究生院物理学项目);Department of Electrical and Computer Engineering, University of Michigan(密歇根大学电气与计算机工程系);Department of Physics, City College of New York(纽约市立学院物理系)
本研究提出一种电可重构光学参量放大器,实现从可见光到近红外的 octave 带宽光学放大,突破传统限制,提升量子传感和通信性能。
2026-01-30 physics.optics
A photonic integrated circuit based erbium-doped amplifier
掺铒光纤放大器彻底改变了长距离光通信和激光技术。铒离子同样可以为光子集成电路中的有效光放大提供基础。然而,由于输出功率不足,这种方法迄今为止仍然不切实际。在这里,我们展示了一种基于光子集成电路的铒放大器,其输出功率达到145 mW,小信号增益超过30 dB,与商用光纤放大器不相上下,超越了最先进的III-V族异质集成半导体放大器。我们实现了这一点,最近出现的超低损耗Si 3 N4光子集成电路与米尺度长度的波导应用离子注入。我们利用该设备增加100倍的输出功率的孤子微梳,所需的低噪声光子微波产生或作为波分复用光通信的源。赋予Si 3 N4光子集成电路以增益使得能够实现各种基于光纤的器件的小型化,例如高脉冲能量飞秒锁模激光器。
2022-04-12 physics.app-ph physics.optics
All-band photonic integrated optical parametric amplification
Institute of Physics, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所);Institute of Electrical and Micro Engineering (IEM), Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院电气与微电子工程学院)
本文提出了一种基于周期性极化薄膜锂 tantalate (PPLT) 光子集成电路的全波段光学参量放大方案,实现了高达23.5 dB的连续波光学参量增益,覆盖850 nm宽的光波长窗口,涵盖所有通信波段,并实现了C波段与O波段之间的全光互带调制转移。
2026-05-21 physics.app-ph physics.optics
Pure passive fiber enabled highly efficient Raman fiber amplifier with record kilowatt power
本文首次提出了基于纯无源光纤的千瓦级高效全光纤化拉曼光纤放大器。该激光系统采用主振荡功率放大结构,同时利用一段渐变折射率无源光纤作为斯托克斯频移和增益介质,与掺稀土增益机制完全无关。当泵浦功率为1368.8W时,获得了1060 nm连续激光输出功率为1002.3W,光-光转换效率为84%。通过放大过程,光束参数M2从泵浦激光的9.17提高到信号激光的5.11,并且作为梯度折射率光纤中光束净化过程的结果,在最大输出功率处亮度增强约为2.57。据我们所知,我们已经展示了第一个千瓦级的高效率拉曼光纤放大器基于纯无源光纤与亮度增强。
2018-11-14 physics.optics
High Power, Tunable, Continuous-Wave Fiber Lasers in the L-band using Cascaded Raman Amplifiers
我们展示了一个高功率,全光纤,可调谐激光源,可以工作在L波段区域。利用新近提出的高效率6阶级联拉曼放大器对低功率可调谐输入激光进行放大。所提出的系统是可扩展的,并克服了限制的铒和铒镱共掺光纤激光器的功率缩放。一个可调谐的铒镱共掺光纤环形激光器产生约0.5W的功率和可调谐的1560-1590 nm波长范围内被用作种子源。使用6阶级联拉曼放大将来自种子激光器的输出放大到~24 W。工作在1117 nm的高功率Yb激光器被用作驱动拉曼转换的泵浦激光器。所演示的激光器在人眼安全、大气透明区域的工作波长使高功率自由空间应用成为可能。此外,该光源还可以用于其他有趣的应用,例如使用传统石英光纤产生高功率超连续谱。
2018-06-30 physics.optics
Optical frequency transfer via a 660 km underground fiber link using a remote Brillouin amplifier
在通过光纤的长距离光学连续波频率传输中,远程双向Er $^+$掺杂光纤放大器通常用于减轻信号衰减。我们展示了第一次使用远程光纤布里渊放大器,放置在一个服务器室沿链路的光频率的超稳定传输。使用它作为远程放大的唯一手段,在一个660公里的地下光纤环路上,我们在放大之间桥接了250公里和160公里的距离。在几天的不间断测量中,我们发现频率传递的不稳定性(具有1 s门控时间的$Λ$加权数据的艾伦偏差)为大约$1\times10^{-19}$,并且对于长于3000 s的平均时间更小。修正的Allan偏差在100 s的平均时间达到$3\times10^{-19}$,对应于该平均时间的当前噪声基底。对于大于1000 s的平均时间,修改后的Allan偏差在$10^{-20}$范围内。整体精度的保守值为$1\times10^{-19}$。
2014-07-21 physics.optics
Watt-level single-frequency tunable Neodymium MOPA fiber laser operating at 915-937 nm
我们研制了一台瓦级单频可调谐光纤激光器,其光谱范围为915-937 nm。该激光器基于掺钕光纤主振荡器功率放大器架构,具有使用20 mW扩展腔二极管激光器作为种子的两个放大级。系统在921 ~ 933 nm范围内输出功率大于2 W,稳定性优于1.4%,相对强度噪声小。
2017-11-20 physics.optics
Manipulative resonant nonlinear optics: nonlinear interference effects and quantum control of nonlinearity, dispersion, transparency and inversionless amplification in an extended strongly-absorbing inhomogeneously-broadened medium
研究了近共振和全共振光密多普勒展宽介质中量子跃迁非线性干涉过程的特殊性。基于量子相干性,证明了克服多普勒效应对共振耦合分子速度区间的基本限制的可行性。这增加了具有最窄和最强共振的原子和分子气体中的非线性光学过程的效率。探索了介质到不透明或绝对透明,甚至到强放大状态的全光开关的可能性,这是由两个驱动辐射的微小变化控制的。所需的控制领域的强度示出是典型的连续激光器。这些效应与四波混频伴随着斯托克斯增益和他们的干涉在完全和近共振光密远离简并双λ介质。无反转放大的振荡阈值以上的较长波长的控制字段的费用,以及所产生的空闲红外辐射的拉曼增益的最佳条件进行了研究。数值模拟应用于二聚钠蒸汽的结果说明。类似的方案可以在掺杂固体和纤维光学中实现。
2005-01-01 physics.optics quant-ph
Laser Cooled High-Power Fiber Amplifier
建立了激光冷却连续波光纤放大器的理论模型。放大过程发生在氟化物ZBLAN(ZrF 4-BaF 2-LaF 3-AlF 3-NaF)玻璃光纤的Tm 3+掺杂纤芯中。冷却过程发生在Yb 3+:ZBLAN光纤包层中。结果表明,对于每个值的泵浦功率和放大的信号有一个沿光纤放大器的长度,这提供了它的无热操作的Tm 3+的浓度分布。研究了当光纤包层中Tm ~(3+)离子分布固定时,放大信号值的微小偏差对光纤温度的影响。
2009-01-03 physics.optics
High-power femtosecond pulses without a modelocked laser
我们演示了一个光纤系统,放大和压缩脉冲从增益开关二极管。Mamyshev再生器缩短了脉冲并提高了它们的相干性,从而通过抛物线预成形实现后续放大。因此,我们能够控制非线性效应,并产生近变压器限制,140飞秒脉冲与13兆瓦的峰值功率-一个数量级的改善,比以前的增益开关二极管源。用增益开关二极管播种导致脉冲能量中2%的随机波动,使用已知技术的未来工作可以改善该随机波动。进一步的发展可能使这种系统在某些应用中直接与基于锁模振荡器的源竞争,同时享有无与伦比的鲁棒性和重复率控制。
2017-07-20 physics.optics
Pulsed-pump phosphorus-doped fiber Raman amplifier around 1260 nm for applications in quantum non-linear optics
我们描述了一个中心波长为1260 nm的纳秒和亚纳秒脉冲的光纤拉曼放大器。放大发生在一个4.5米长的保偏掺磷光纤,泵浦在1080 nm的3 ns长的脉冲,重复频率为200 kHz和高达1.75千瓦的峰值功率。输入种子脉冲是次mW的峰值功率和0.25 ns的最小持续时间,雕刻了一个连续波激光与次MHz的线宽。我们获得了峰值功率高达1.4 kW的线性偏振输出脉冲,对应于峰值功率转换效率超过80%。小信号增益可达90 dB,饱和功率下3 dB的信噪比大于20 dB。没有观察到显着的时间和光谱展宽的输出脉冲高达400 W的峰值功率,并扩大在更高的功率可以减少种子脉冲的相位调制。从而获得峰值功率高达1 kW的近变换极限脉冲。最后,我们演示了可控频率啁啾脉冲,可变宽度脉冲和双脉冲的产生。因此,该放大器适用于窄原子共振的相干控制,特别适用于铷原子到里德伯态的快速相干激发。这些能力为量子非线性光学中的几个重要应用开辟了道路。
2020-07-17 physics.optics quant-ph
Spatial beam self-cleaning in multimode lanthanum aluminum silicate glass fiber
采用改进的管中粉末技术(MIPT)制备了一种基于硅酸铝镧玻璃(SiO2-Al 2 O3-La 2 O3)的多模多组分光纤,研究了其空间克尔光束自清洁特性。我们展示了这种制造方法如何为设计具有均匀和准抛物线折射率芯分布的非线性光学应用的掺杂多模光纤提供有趣的潜力。
2019-10-01 physics.optics