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利用高掺有源光纤实现飞秒脉冲光放大 - 筱晓光子实验分析⑪ 2022-01-17

继上次使用NPE技术生成1550 nm超快激光后,经过系统调整,该激光器的脉宽已经优化至697 fs。关于通过NPE技术生成超快激光的具体方案这里就不再叙述,感兴趣的朋友可以点击阅读我们的往期文章。得益于该激光器的全光纤结构,我们简单地对它进行了模块化,设计了如下金属模型作为激光器的外壳。






封装以后,对激光的性能进行测试:



(激光光谱图)





自相关仪测得的脉宽图(约为697 fs)




如果继续提高泵浦光功率,我们观察到光纤内的脉冲会发生分裂,因此,激光的光功率无法继续增大,我们测得的该激光器典型值为4mW。

为了继续放大该飞秒激光的功率,我们使用了Liekki高浓度掺杂的掺铒光纤制作EDFA,光路图如下所示,虚线框内为已经集成好的超快飞秒激光,将其和980 nm的泵浦光利用WDM耦合共模通过Liekki高掺光纤,增益介质由于受激辐射效应释放和种子光同相位的光子,从而实现了激光功率的放大。最后,再利用一个WDM将放大后的超快激光和剩余的泵浦光进行分离,后续还可以使用双向泵浦技术,进一步增加放大倍数。最终,我们测试得到放大后的激光功率为20mW,放大倍数为5倍,测试放大后的激光脉宽,为915 fs,这可能是光纤内部的色散导致的。




EDFA激光放大光路图






放大后激光光谱图






放大后的激光脉宽图(约为915 fs)






直接光电探测的激光波形时域图(受限于探测器的边沿时间)















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