超连续谱

摘要： 介绍了一种可应用于星载光学频率梳的自锁定全光纤飞秒激光器。该激光器采用非线性偏振旋转(NPR)方式,利用电控偏振控制器(EPC)实现自动锁模。当泵浦功率为420 mW时,通过电控偏振控制器的自动调节来改变腔内偏振态,从而达到稳定的锁模状态。在稳定锁模状态下,激光器输出脉冲的中心波长为1 560 nm,输出功率为30 mW,光谱半高全宽为20 nm,脉宽为90 fs。利用非线性放大技术,获得了峰值功率23 kW的高功率光脉冲,并通过7 cm零色散斜率的高非线性光纤激发出覆盖1 100~2 200 nm的倍频程超连续谱,能够满足后续载波包络相位偏移频率探测的需要。

摘要： 超连续谱激光器具有光谱范围大、亮度高、空间相干性好等优异特性,近些年来不断发展,在生物医学成像、高光谱激光雷达等领域得到了广泛应用,发展过程中也遇到了输出功率提升等问题。基于此,本文将介绍超连续谱激光器的工作原理和应用,并对其发展趋势和问题进行研究分析总结。

摘要： 基于光子晶体光纤的色散设计,制备了零色散点位于880 nm、泵浦波长处非线性系数为33.67 km^(-1)·W^(-1)的实芯光子晶体光纤。使用1030 nm,150 fs的超快光源,研究了在不同泵浦功率和不同光纤长度下,从可见光至近红外区的超连续谱的产生过程。在1320 mW的平均泵浦功率下,使用1.5 m长的光子晶体光纤,实现了从450 nm到1900 nm的宽带超连续谱输出。光谱具有较好的平坦度和相干性。这类宽带超连续光源在光学相干层析成像、光谱学、通信、早期癌症检测和食品质量监测等领域具有应用价值。

摘要： 相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)是一种受激拉曼现象,在显微成像时,存在非共振背景,会导致光谱产生峰位偏移和谱线变形。本文利用飞秒激光作为光源,通过光栅滤波系统产生窄带泵浦光,飞秒激光激发光子晶体光纤产生超连续谱作为斯托克斯光,两束光被调制为圆偏振光后同时激发样品产生CARS光谱。通过模拟计算说明圆偏振光可以有效去除各向异性材料CARS光谱中的非共振背景,从而使CARS光谱具有和自发拉曼相似的谱线形状。聚苯乙烯微球和液晶样品的CARS光谱实验结果与模拟计算基本相符,说明圆偏振是一种有效去除CARS光谱非共振背景的方法。

摘要： 为了获得高平坦度近红外超连续谱输出,防止非线性放大过程中后向光增强影响激光器系统稳定性,满足光电对抗、高光谱激光雷达、光学相干层析成像等应用需求,本文采用含有非线性频率成分皮秒脉冲激光种子源,搭建了利用光纤非线性放大器直接产生超连续谱输出的激光器,并有效解决了返回光问题。利用非线性光纤放大器直接产生超连续谱是实现高功率超连续谱光源的有效途径,该方法将激光增益放大过程与超连续谱非线性展宽过程结合在一起,使得系统结构简单紧凑。实验采用SESAM被动锁模皮秒脉冲,通过两级放大实现了一级Stokes频率展宽,最后通过第三级非线性光纤放大器,实现了波长范围为950~1650 nm,平坦度为10 dB(泵浦光除外),输出功率为56 W的近红外超连续谱输出,光-光转换效率达到48%。

摘要： 为了探索硫系玻璃光纤器件在中红外波段超连续光源的潜在应用,自主制备了一种硫系玻璃光子晶体光纤,该光纤由组分为As_(2)S_(3)的纤芯和呈六边形排列的空气孔的包层所组成。利用波长为2.87μm,重复频率为42 MHz,脉冲宽度为173 fs的中红外光纤激光器为泵源,利用拉锥硫系玻璃光子晶体光纤研制了中红外超连续谱。经过优化As_(2)S_(3)光子晶体光纤的拉锥直径后,其腰身直径为55μm,长度为3 cm。在该拉锥光纤中实现了-20 dB水平的光谱覆盖范围为2 000~5 500 nm的超连续光谱,实验结果和理论计算结果一致性较好。

摘要： 测量了Ge-As-S系列硫系玻璃在中红外波段的飞秒激光损伤阈值,研究了它与玻璃化学组成的关系.基于优化的玻璃组成,采用棒管法制备了芯径为15μm的阶跃折射率非线性光纤.采用飞秒脉冲抽运光纤,研究了光纤中超连续谱(supercontinuum,SC)的产生特性.在研究的Ge-As-S硫系玻璃中,具有化学计量配比的Ge0.25As0.1S0.65玻璃显示出最高的激光损伤阈值.以该玻璃作为纤芯材料、以与其相匹配的Ge0.26As0.08S0.66玻璃作为包层材料制备的光纤的数值孔径约为0.24,背景损耗<2 dB/m.采用4.8μm的飞秒激光抽运长度为10 cm的光纤,获得了覆盖2.5—7.5μm的SC.这些结果表明,Ge-As-S硫系玻璃光纤是一种有潜力的中红外高亮度宽带SC产生的非线性介质.

摘要： 报道了一种基于非线性偏振旋转效应的被动锁模光纤激光器.采用980 nm分布式反馈激光器作为泵浦源,0.5 m长的高掺杂掺铒光纤作为增益介质.实现了脉冲宽度为822 fs的传统孤子锁模脉冲,输出脉冲的平均功率为2.8 mW,信噪比为55.8 dB.通过微调腔内的偏振控制器,实现了传统孤子脉冲和孤子分子脉冲间的切换,孤子分子的脉冲宽度为312 fs,信噪比为53.86 dB.孤子分子脉冲经掺铒光纤放大器放大后泵浦一段57 m长的高非线性光纤,产生了位于第三近红外窗口(1 600 nm～1 870 nm)的超连续谱,其20 dB谱宽为355.8 nm.

摘要： 研究了基于色散调制硒化锌脊形波导中红外超连续谱的产生,仿真表明通过调整波导中波导芯层和包层之间的折射率差距和结构参数,零色散波长可以转移到更短的波长.用2μm厚的Ge5As10S85玻璃作为包层,可以将光场限制在4和8μm宽的波导中.为了解泵浦波长和结构参数对超连续谱产生的影响,模拟5 cm长波导在不同条件下产生的超连续谱.我们的结果表明,泵浦波长和功率以及波导参数是影响超连续谱展宽的主要原因.研究发现,4μm宽硒化锌波导在4.5μm波长20千瓦峰值功率下可以产生3.0～12.2μm(大于2倍频程)超连续谱,这有利于片上超连续光源应用在生物医学成像、中红外环境和工业传感上.

摘要： 提出了一种兼具低损耗、宽带近零色散和高非线性的光子晶体光纤结构,该结构光纤包层空气孔直径从纤芯向外层方向渐进增加;应用多极法,通过改变包层空气孔间距Λ、各层空气孔直径和空气孔层数Nr,对光子晶体光纤色散、损耗和非线性特性进行分析,获得了各特性随包层结构参数变化的规律,并最终设计出最佳结构参数.计算结果表明,该结构光纤存在3个零色散点,在1.25～1.55μm较宽的波长范围内,色散值波动小于0.27 ps·nm?1·km?1,色散斜率小于0.008 ps·km?1·nm?2,1.55μm波长处损耗为0.021 dB/km,在常用的飞秒激光泵浦波长0.8,1.06,1.55μm处非线性系数分别达到78.6,60.4,38.2 W?1·km?1.

摘要： 色散可控性是光子晶体光纤的重要特性,理论分析了光子晶体光纤结构及长度对产生的超连续谱的色散及时域延迟影响,并对零色散波长为800nm的光子晶体光纤产生的超连续谱进行了数值计算,得到其色散曲线及各光谱分量的时域分布,通过合理设计光纤结构和选择光纤长度,就可以实现对产生超连续谱的色散控制和各光谱分量的时域分布控制.

摘要： 输入脉冲的初始啁啾对色散渐减光纤中脉冲的演化有重要的影响.本文研究了色散渐减光纤中初始啁啾对高阶孤子激发的超连续谱产生的影响.结果表明,当正啁啾低于临界值时,正啁啾将增强超连续谱的产成;而负啁啾或者较大正啁啾将抑制超连续谱的产生.能够增强超连续谱产生的正啁啾有一个较广的范围.通过选择合适的正啁啾,可以获得最宽的超连续谱.

摘要： 利用Kolmogonov折射率功率谱反演的方法生成相位屏，以此为基础模拟了超连续谱在大气中传播时Strehl比的变化。发现湍流对超连续谱的Strehl比有较大影响，超连续谱的短波成分应成为自适应校正的重点。

摘要： 对超强飞秒激光在空气和Ar气中传输形成等离子通道产生的超连续谱进行了系统研究。等离子通道形成的主要原因普遍认为是由于克尔效应自聚焦以及激光束衍射和等离子体散焦作用达到了动态平衡。利用TSA系统产生的激光通过焦距50cm的凹面镜聚焦进入充有2.3个大气压的Ar气样品池，产生了长约lm的光丝，观察到明显的白光，光谱范围从250nm到大于1100nm，三次谐波淹没在超连续谱中。光斑经过棱镜色散，观察到类似于X波的条纹。研究了不同啁啾、不同能量、不同压强条件对超连续谱的影响。同时，对空气不同啁啾条件下产生的超连续谱进行了研究，发现其中三次谐波的中心和宽度发生明显的变化。

摘要： 报道了利用掺钛蓝宝石飞秒激光器产生重复频率为80MHz,脉宽为10fs的超短激光脉冲在10cm长光子晶体光纤产生超连续谱的实验,获得展宽范围为450nm到1100nm的连续谱.实验中观察到孤子自频移和高阶孤子分裂现象,非孤子辐射与随后光谱向短波方向的拓展有密切关系.

摘要： 本文很有特色的提出一种了基于超连续谱注入的飞秒光参量放大技术,该种技术方法不仅克服了常规1053nm脉冲在前端小能量放大时的增益窄化现象,而且可实现800nm激光和1053nm激光的零时间同步.通过系统的实验研究,获得了大于4mJ的1053nm宽带信号光能量和接近15﹪的能量转换效率,这也是目前报道国际上直接利用飞秒光参量放大获得的最大能量.

摘要： 提出了一种基于超连续谱注入的大能量飞秒光参量放大(OPA)技术,该技术不仅克服了常规1053nm激光脉冲在前端小能量放大时的增益窄化现象,而且该系统可实现800nm激光脉冲和1053nm激光脉冲的零时间同步.并且实验获得了能量大于2.6mJ,脉宽为93fs的1053nm宽带激光脉冲.

摘要： 实验用Ti:sapphire飞秒激光泵浦一段190mm长的多芯微结构光纤，通过调节泵光的方向使光进入不同的纤芯，获得与之对应的一组超连续光谱，其中最宽连续谱的20dB带宽从320nm至少到1750nm。实验中改变泵光耦合的耦合状态，得到高阶模，分析认为高阶模的出现增进了光谱向短波方向的拓展。本实验首次验证了可以制作一种具有不同色散轮廓的多芯微结构光纤，来可产生具有实用前景的超连续光谱。

摘要： 实验用Ti:sapphire飞秒激光泵浦一段190mm长的多芯微结构光纤，通过调节泵光的方向使光进入不同的纤芯，获得与之对应的一组超连续光谱，其中最宽连续谱的20dB带宽从320nm至少到1750nm。实验中改变泵光耦合的耦合状态，得到高阶模，分析认为高阶模的出现增进了光谱向短波方向的拓展。本实验首次验证了可以制作一种具有不同色散轮廓的多芯微结构光纤，来可产生具有实用前景的超连续光谱。

摘要： 实验用Ti:sapphire飞秒激光泵浦一段190mm长的多芯微结构光纤，通过调节泵光的方向使光进入不同的纤芯，获得与之对应的一组超连续光谱，其中最宽连续谱的20dB带宽从320nm至少到1750nm。实验中改变泵光耦合的耦合状态，得到高阶模，分析认为高阶模的出现增进了光谱向短波方向的拓展。本实验首次验证了可以制作一种具有不同色散轮廓的多芯微结构光纤，来可产生具有实用前景的超连续光谱。

摘要： 本发明提供了一种垂直混合式连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法，包括鼓泡装置和破碎装置，所述破碎装置位于鼓泡装置的上方，所述破碎装置与鼓泡装置连通，且所述鼓泡装置用于产生泡状流；所述破碎装置包括破碎腔体和破碎件，所述破碎件设置在破碎腔体内，所述破碎件在驱动件的作用下连续转动，且所述破碎件转动的转速能够通过驱动件控制；所述破碎件转动作用于流体产生的剪切流与泡状流基本垂直。通过驱动件控制破碎件做连续的变速转动形成不同强度的剪切流场，且剪切流基本垂直的对泡状流进行剪切作业，从而有助于得到连续谱气泡，操作简单，进而有助于促进泡状流的传热传质、气泡诱发湍流等机理的基础研究。

摘要： 本发明提供了一种连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法，包括鼓泡装置和破碎装置，鼓泡装置和破碎装置连通，鼓泡装置用于产生泡状流；破碎装置包括破碎腔体和破碎件，破碎件设置在破碎腔体内，破碎件在驱动件的作用下连续转动，且破碎件转动的转速能够通过驱动件控制；通过辅助给水管向气泡生成管内给水，通过进气管向多孔管内输送空气形成泡状流；多个主给水管给水并形成流场对泡状流进行初步切割，泡状流进入破碎腔体内，破碎件连续转动，泡状流在破碎件作用于流体形成的与之平行的剪切流场的作用下破碎，且泡状流在破碎腔体内沿其周向流动，经破碎后的泡状流经成品出口管流出破碎腔体，得到成品。有助于得到连续谱气泡，且操作简单。

摘要： 本发明提供了一种连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法，包括鼓泡装置和破碎装置，鼓泡装置和破碎装置连通，鼓泡装置用于产生泡状流；破碎装置包括破碎腔体和破碎件，破碎件设置在破碎腔体内，破碎件在驱动件的作用下连续转动，且破碎件转动的转速能够通过驱动件控制；通过辅助给水管向气泡生成管内给水，通过进气管向多孔管内输送空气形成泡状流；多个主给水管给水并形成流场对泡状流进行初步切割，泡状流进入破碎腔体内，破碎件连续转动，泡状流在破碎件作用于流体形成的与之平行的剪切流场的作用下破碎，且泡状流在破碎腔体内沿其周向流动，经破碎后的泡状流经成品出口管流出破碎腔体，得到成品。有助于得到连续谱气泡，且操作简单。

摘要： 本发明提供了一种垂直混合式连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法，包括鼓泡装置和破碎装置，所述破碎装置位于鼓泡装置的上方，所述破碎装置与鼓泡装置连通，且所述鼓泡装置用于产生泡状流；所述破碎装置包括破碎腔体和破碎件，所述破碎件设置在破碎腔体内，所述破碎件在驱动件的作用下连续转动，且所述破碎件转动的转速能够通过驱动件控制；所述破碎件转动作用于流体产生的剪切流与泡状流基本垂直。通过驱动件控制破碎件做连续的变速转动形成不同强度的剪切流场，且剪切流基本垂直的对泡状流进行剪切作业，从而有助于得到连续谱气泡，操作简单，进而有助于促进泡状流的传热传质、气泡诱发湍流等机理的基础研究。

摘要： 本发明涉及一种超连续谱产生装置及超连续谱产生方法，装置包括依次设置的飞秒激光器、反射镜、半波片、偏振片、聚焦透镜、多片等腔长排列的介质薄片组成的介质薄片谐振腔和准直透镜；方法包括：设定和获得预置参数，计算得到介质薄片上有效光斑半径，获得空间自相似模式曲线，计算得到介质薄片谐振腔的腔长，产生超连续谱以及超连续谱的优化。与现有技术相比，通过激光器参数推导谐振系统的物理参数，避免了人工摆放介质薄片带来的不确定性，可保证获得能量转换效率高、空间自相似模式优的超连续输出；占用比充气中空光纤更小的空间，适用于多种不同激光功率、脉冲能量以及波长的入射激光。

摘要： 本发明涉及一种超连续谱产生装置及超连续谱产生方法，装置包括依次设置的飞秒激光器、反射镜、半波片、偏振片、聚焦透镜、多片等腔长排列的介质薄片组成的介质薄片谐振腔和准直透镜；方法包括：设定和获得预置参数，计算得到介质薄片上有效光斑半径，获得空间自相似模式曲线，计算得到介质薄片谐振腔的腔长，产生超连续谱以及超连续谱的优化。与现有技术相比，通过激光器参数推导谐振系统的物理参数，避免了人工摆放介质薄片带来的不确定性，可保证获得能量转换效率高、空间自相似模式优的超连续输出；占用比充气中空光纤更小的空间，适用于多种不同激光功率、脉冲能量以及波长的入射激光。

摘要： 本发明提供了一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法，涉及激光光电子技术领域，具体包括：对种子源激光器进行功率放大，并产生波长范围为1000~2300nm的超连续谱激光；用所产生的超连续谱激光作为激励源，产生波长为2000~5000nm的中红外超连续谱激光输出。本发明所要解决的技术问题是提供一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法，用以实现高功率以及高耦合效率的中红外超连续谱激光输出。

摘要： 本发明提供了一种超连续谱光源激励的中红外超连续谱光纤激光器，涉及激光光电子技术领域，具体包括脉冲光纤激光器、石英光子晶体光纤和硫系玻璃光纤，其中，所述脉冲光纤激光器发出的脉冲激光，通过石英光子晶体光纤产生波长范围为1000~2300nm的超连续谱激光，所述超连续谱激光作为激励源，激励一段锥形结构或者带有空气孔的光子晶体光纤结构的硫系玻璃光纤，产生波长为2000~5000nm的中红外超连续谱激光输出。本发明所要解决的技术问题是提供一种超连续谱光源激励的中红外超连续谱光纤激光器，用以实现高功率以及高耦合效率的中红外超连续谱激光输出。

摘要： 本发明涉及一种基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像装置及方法，属于超快成像领域。该装置包括超短脉冲激光器、多频脉冲产生器、脉冲分频器、CCD相机。本发明的方法是利用超短脉冲激光器产生激光脉冲，利用多频脉冲产生器产生超连续谱，不同频率之间有一定时间延迟，通过样本以后利用脉冲分频器将各个频率的激光脉冲在空间上进行分离，再使用CCD相机进行探测，从而获得样本的超快连续电子动态图像信息。本发明可使时间分辨率达到飞秒量级；实现连续拍摄，对不具备重复实验条件的过程进行完整拍摄；拍摄周期以及拍摄数量可控调节，而且总的拍摄帧数比现有超快成像系统大大提高，可达到百帧以上。

摘要： 本实用新型提供了一种超连续谱光源激励的中红外超连续谱光纤激光器，涉及激光光电子技术领域，具体包括脉冲光纤激光器、石英光子晶体光纤和硫系玻璃光纤，其中，所述脉冲光纤激光器发出的脉冲激光，通过石英光子晶体光纤产生波长范围为1000~2300nm的超连续谱激光，所述超连续谱激光作为激励源，激励一段锥形结构或者带有空气孔的光子晶体光纤结构的硫系玻璃光纤，产生波长为2000~5000nm的中红外超连续谱激光输出。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超连续谱光源激励的中红外超连续谱光纤激光器，用以实现高功率以及高耦合效率的中红外超连续谱激光输出。