基于空芯光子晶体光纤的单程高效氘气转动拉曼激光光源

发布时间：2024-04-20 21:07

　　报道了一种基于空芯光子晶体光纤中氘气转动受激拉曼散射的单程高效光纤气体激光光源。因空芯光子晶体光纤具有特殊的传输谱,增益相对较大的振动受激拉曼散射被很好地抑制,使得泵浦激光能够高效地向转动斯托克斯光转化。采用自行搭建的1540nm纳秒脉冲光纤放大器,泵浦一段长为20m、充高压氘气的空芯光子晶体光纤,在单程结构中实现了高效的1645nm拉曼激光输出。当气压为2 MPa时,最大平均输出功率约为0.8 W(单脉冲能量约为1.6μJ),激光光源斜率效率约为71.4%。研究结果为1.7μm波段光纤激光的实现提供了一条简单有效的新途径。

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1实验装置及原理图。（a）实验装置示意图，插图为空芯光子晶体光纤截面示意图；（b）氘气一阶转动拉曼能级跃迁示意图；（c）测量得到的空芯光子晶体光纤传输谱；（d）最大输出功率时泵浦激光器的光谱

氘气转动拉曼光纤气体激光光源实验装置如图1(a）所示，泵浦源为自行搭建的1540nm脉冲光纤放大器，脉冲宽度约为12ns，重复频率为500kHz，最大平均输出功率约为1.8W。放大器的输出端（SMF-28e）与光纤分束器（分束比99∶1）熔接，其输出端一端通过功率计来实时监测....

图4脉冲及时域特性图。（a）最大泵浦功率下泵浦光、拉曼光和残余泵浦光的波形；（b）拉曼光重复频率的测量结果

对图4(a）中的泵浦脉冲和拉曼脉冲的脉冲宽度进行测量，其中，泵浦脉冲的脉冲宽度为12ns，而拉曼激光的脉冲宽度为11.2ns，即产生的拉曼光的脉冲宽度要小于泵浦光的。图4(b）显示了拉曼光重复频率的测量结果，为500kHz，与泵浦光的重复频率相同。此外，还测量了其最大泵浦功率下的....

图22MPa气压下空芯光子晶体光纤的输出光谱（左侧插图为1540nm泵浦光光斑，右侧插图为1645nm拉曼光光斑）

当氘气压强为2MPa时，最大泵浦功率下光谱仪（YokogawaAQ6370D）测得的输出光谱如图2所示。从图2可见，输出光谱非常干净，除了残余泵浦光外，只有一条拉曼谱线为一级转动斯托克斯谱线（拉曼频移为414.5cm-1），两者均在图1(c）所示的传输带内。这主要是由使用的空芯....

图3输出功率特性。（a）不同气压下拉曼光功率随泵浦光功率的变化；（b）不同气压下最大拉曼转化效率（拉曼光功率/总泵浦光功率）随泵浦光功率的变化；（c）残余泵浦功率随泵浦功率的变化；（d)2MPa气压下的拉曼功率曲线

图4(a）为最大泵浦功率下由快速光电探测器（EOTET5000）和宽带示波器（TektronixMDO3104）测得的泵浦光、拉曼光和残余泵浦光的波形。从图4(a）中可以清晰地看出，残余泵浦光波形中部存在明显的凹陷。这是由于达到阈值后，中间部分泵浦光已转化为拉曼光，而拉曼光的....

本文编号：3959966