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具有色散管理的简单线性腔掺铥双包层光纤激光器中的耗散孤子共振
摘要： 我们报道了利用半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为可饱和吸收体（SA），在简单线性腔掺铥光纤激光器（TDFL）中实现大能量耗散孤子共振（DSR）脉冲产生的研究。该DSR TDFL通过采用超高数值孔径4（UHNA4）光纤进行色散补偿来实现。经过进一步色散管理，该DSR TDFL可产生平均输出功率242 mW，对应脉冲能量约61 nJ。此外，该TDFL中还实现了孤子分子锁模运转。我们的研究结果为开发大能量TDFL提供了一种简便易行的途径。
关键词： 色散管理，掺铥光纤激光器，半导体可饱和吸收镜，耗散孤子共振
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 用于快速精确距离测量的单台自由运行双梳MIXSEL
摘要： 科学与技术中的多外差技术为双梳光谱学、激光雷达（LIDAR）等应用领域带来了无与伦比的精度优势。采用双梳半导体盘形激光器（SDL）可显著提升系统复杂度、性能与成本效益。通过将垂直外腔面发射激光器（VECSEL）的有源半导体增益介质与半导体可饱和吸收镜（SESAM）的可饱和吸收体集成于同一外延结构，形成了锁模集成外腔面发射激光器（MIXSEL）。该器件能在简易直腔结构中实现锁模。借助腔内两块双折射晶体，初始非偏振的腔内光束按偏振方向分离。当对半导体芯片上的两个泵浦点进行光学激励时，双梳MIXSEL会发射出两束正交偏振的光学频率梳（OFC），其脉冲重复频率存在可自由调节的微小差异。共腔结构使两路频率梳天然具备高度互相关性，这使得双梳MIXSEL成为双梳光谱学及其他可现场部署的多外差拍频技术的理想光源。
关键词： 半导体盘形激光器、光学频率梳、多外差技术、双梳光谱学、MIXSEL（半导体磁盘激光器）、SESAM（半导体可饱和吸收镜）、VECSEL（垂直外腔面发射激光器）、激光雷达
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 具有超短时间响应的新型氮化铟基半导体可饱和吸收镜
摘要： 半导体可饱和吸收体正成为研究热点，作为脉冲激光器的关键元件，能产生具有高峰值强度和宽光谱的超短脉冲。这类超快激光器正在推动光通信和非线性光学领域的新应用发展。为提升辐射源在脉冲能量和时间持续时间方面的性能，新型可饱和吸收体仍在研发中。本研究采用分子束外延技术在10微米厚蓝宝石衬底氮化镓模板上直接生长活性InN层，制备了半导体可饱和吸收体S1（400nm InN层）和S2（900nm InN层）。通过光学透射测量得出样品带隙分别为Eg1～0.69eV（1782nm）和Eg2～0.70eV（1767nm）。采用平均功率35mW、重复频率5.2MHz的250fs脉冲光源，通过Z扫描法测量1550nm波段非线性吸收特性。聚焦系统使用3cm焦距透镜使能量密度达到E=5.2mJ/cm2。测量结果显示：S1样品1550nm线性透射率Tlin=17%，调制深度ΔT=22.6%；S2样品Tlin=2.6%，ΔT=21.8%。两者均呈现显著非线性变化——S1在最大峰值强度下非线性透射变化(Tnl/Tlin)超过240%（光学漂白效应），S2总透射变化达815%。研究表明S2的厚度特别适合1550nm可饱和吸收体制备，在保持最大调制深度的同时实现了足够低的线性透射率。通过在InN表面沉积铝镜制备了半导体可饱和反射镜(SESAM)，并开发了相应光纤锁模激光器。S1和S2样品对应的激光器AC迹线拟合高斯曲线显示脉宽分别为210fs和150fs。本研究基于InN薄膜的新型SESAM技术展现出巨大非线性效应，优化后的InN层厚度可实现超过800%的透射率变化，从而产生脉宽低至150fs的超短脉冲。
关键词： 半导体可饱和吸收体、氮化铟、超快激光器、半导体可饱和吸收镜、非线性光学
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - SESAM调Q 1534 nm微片激光器：面向激光雷达应用的脉冲持续时间、重复频率与峰值功率优化
摘要： 调Q 1.5微米掺铒镱微片激光器因其整体式设计、小尺寸、976纳米二极管泵浦、可批量制造的集成架构以及增益材料长上能级寿命带来的高脉冲能量，成为一类极具特色的激光器。近期，由于无人机、无人飞行器、火星车及自动驾驶汽车对人眼安全激光雷达的需求激增，这类激光器受到显著关注。不同激光雷达应用对脉冲重复频率、脉冲能量、峰值功率和脉宽的要求差异极大。本研究通过定制调Q元件（基于磷化铟的半导体可饱和吸收镜SESAM）的特性，探索了这些参数组合的边界条件。我们特别着重实现10-100千赫兹重复频率与1-3纳秒脉宽的组合，并优先追求超过1千瓦的峰值功率。选择这组目标参数是因为能在定位精度、测量速度与信号探测性之间取得合理平衡。需指出的是，目前市场上尚无能广泛商用的简单低成本设备能满足这些脉冲指标要求。
关键词： 微芯片激光器、重复频率、峰值功率优化、脉冲持续时间、半导体可饱和吸收镜（SESAM）、调Q、激光雷达（LIDAR）
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 钕钆共掺氟化锶(Nd,Gd:SrF?)激光器在0.9瓦泵浦功率下产生600飞秒脉冲
摘要： 掺杂钕离子Nd3?并共掺非活性离子（如Y3?、La3?或Gd3?）以打破活性离子团簇的氟化物晶体（CaF?、SrF?），近期已成为二极管泵浦锁模激光器中极具潜力的增益介质。与广泛应用的Nd:YAG或Nd:YVO?晶体相比，这类晶体具有更宽的发射光谱和更长的荧光寿命。文献[1]报道了在钛宝石泵浦系统中，Nd,Y:SrF?飞秒激光器可产生97飞秒脉冲。我们曾报道采用2瓦多模激光二极管泵浦、并通过半导体可饱和吸收体实现258飞秒脉冲的连续锁模运行[2]。在共掺La3?的晶体激光系统（其调谐范围比Y3?共掺晶体更宽）中，文献[3]报道了4瓦激光二极管泵浦下可实现354至1200飞秒被动锁模及1044至1081纳米连续波可调谐运行。最新研究的Nd,Gd:SrF?晶体在泵浦功率超过3.8瓦时实现了双波长锁模皮秒运行[4]。我们采用2瓦激光二极管（吸收泵浦功率1320毫瓦）泵浦该晶体，在输出功率2×50毫瓦条件下获得了228飞秒短脉冲[5]。本文报道该新型激光器采用布儒斯特切割晶体的极低泵浦功率被动锁模运行。系统结构与文献[5]类似（见图1）：将796纳米波长的2瓦多模激光二极管泵浦5毫米长布儒斯特切割0.5%Nd,5%Gd:SrF?晶体，通过半导体可饱和吸收镜（SAM）实现被动锁模。使用群延迟色散（GDD）为-650飞秒2的啁啾镜M3时，仅需320毫瓦吸收泵浦功率即可实现连续锁模，经M4镜输出的线偏振近高斯光束功率为2×12毫瓦，脉冲宽度740飞秒（假设sech2脉冲形状）。当吸收泵浦功率增至632毫瓦（晶体入射功率905毫瓦）时，总输出功率达2×20毫瓦，脉冲宽度600飞秒。图2展示了自相关曲线及3.3纳米宽、中心波长1051.5纳米的实测光谱。与先前结果相比，本研究的吸收泵浦功率降低至2-4倍。计算得时间带宽积为0.536，通过优化群延迟色散补偿有望获得更短脉冲（低至352飞秒）。
关键词： 二极管泵浦、半导体可饱和吸收镜、飞秒脉冲、Nd、Gd:氟化锶、锁模激光器
更新于2025-09-12 10:27:22
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P-I-N量子点半导体可饱和吸收镜的建模与仿真
摘要： 基于InAs量子点（QD）的半导体可饱和吸收镜（SESAM）对设计快速锁模激光器件至关重要。本研究开发了用于模拟自组装QD-SESAM的自洽时域材料行波（TDTW）模型。该一维TDTW模型综合考虑了时变QD光学敏感度、子带间自由载流子吸收导致的折射率变化、均匀与非均匀展宽效应，并将载流子浓度速率方程与行波模型同步求解。该模型用于分析1.3微米p-i-n型QD InAs-GaAs SESAM的特性，通过求解TDTW方程获得吸收区与分布式布拉格反射镜内的场分布，进而计算包括调制深度和恢复动力学在内的器件特性。研究考察了QD面密度、非均匀展宽、QD吸收层数量及反向偏压等因素的影响?；诩偕杵骷问媒峁诙ㄐ圆忝嬗胧笛槭莞叨任呛?。
关键词： 行波模型、量子点、调制深度、半导体可饱和吸收镜、恢复动力学
更新于2025-09-11 14:15:04