留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿

曾江辉,  张培晴,  张倩,  李杏,  许银生,  王训四,  戴世勋

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2017 >  46(10): 1005007-1005007(7)
曾江辉, 张培晴, 张倩, 李杏, 许银生, 王训四, 戴世勋. 啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005007-1005007(7). doi: 10.3788/IRLA201758.1005007
引用本文: 曾江辉, 张培晴, 张倩, 李杏, 许银生, 王训四, 戴世勋. 啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005007-1005007(7). doi: 10.3788/IRLA201758.1005007
shu
Zeng Jianghui, Zhang Peiqing, Zhang Qian, Li Xing, Xu Yinsheng, Wang Xunsi, Dai Shixun. Dispersion compensation of chirped fiber grating in chalcogenide fiber laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1005007-1005007(7). doi: 10.3788/IRLA201758.1005007
Citation: Zeng Jianghui, Zhang Peiqing, Zhang Qian, Li Xing, Xu Yinsheng, Wang Xunsi, Dai Shixun. Dispersion compensation of chirped fiber grating in chalcogenide fiber laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1005007-1005007(7). doi: 10.3788/IRLA201758.1005007
shu

啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿

doi: 10.3788/IRLA201758.1005007
  • 1.

    宁波大学 高等技术研究院 红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211;

  • 2.

    浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211

基金项目: 

浙江省自然科学基金（LY18F050003）;宁波市自然科学基金（2017A610004）;宁波大学王宽诚幸福基金

详细信息
    作者简介:

    曾江辉(1992-),男,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:1639678812@qq.com

  • 中图分类号: TN929.11

Dispersion compensation of chirped fiber grating in chalcogenide fiber laser

  • 1.

    Laboratory of Infrared Material and Device,Advanced Technology Research Institute,Ningbo University,Ningbo 315211,China;

  • 2.

    Key Laboratory of Photoelectric Detecting Material and Device in Zhejiang Province,Ningbo 315211,China

  • 摘要: 中红外波段包含极其重要的大气窗口和众多分子的指纹区，基于硫系玻璃的中红外光纤激光器逐渐引起人们的重视。由于硫系玻璃具有极高的非线性和色散特性，脉冲激光在硫系光纤中的展宽成为发展中红外超短激光必须解决的重要问题。针对脉冲激光在硫系光纤中传输的展宽问题，设计线性啁啾光纤光栅，用于补偿高斯脉冲激光经过光纤之后的色散展宽。模拟结果表明：光纤色散导致的脉冲展宽可以通过线性啁啾光纤光栅进行很好的补偿。进一步研究发现，通过对设计的啁啾光纤光栅运用高斯变迹函数进行切趾优化，可以显著改善色散补偿的效果，以获得对脉冲激光色散展宽的完全补偿。文中的研究对于设计高质量的硫系中红外光纤激光器具有理论指导意义。
    Abstract: The mid infrared region covers the extraordinarily important atmospheric windows and has a wide range of molecular fingerprints, which has made the MIR laser based on chalcogenide glass attract considerable interest. In the development of infrared ultrashort laser, the solution of laser pulse broadening in chalcogenide glass fiber is critical, due to the high nonlinearity and dispersion properties of chalcogenide glass(ChG). In the paper, in order to settle the broadening of laser pulse, the chirped fiber grating was designed to compensate dispersion stretching of Gaussian pulse lasers due to transmitting in the fiber. The study shows that the dispersion caused by pulse broadening can be well compensated by chirped fiber grating. Further investigation suggests that the chirped fiber grating are optimized by using Gaussian apodization function to improve dispersion compensation and realize complete compensation to dispersion broadening. The research is a beneficial exploration to the design of high-quality chalcogenide mid-infrared fiber lasers and of theoretical significance.
  • [1] Zhang Bin, Yang Weiqiang, Hou Jing, et al. All-fiber mid-infrared supercontinuum source from 1.9m to 4.3m[J]. Chinese Journal of Lasers, 2013, 40(11):1102013. (in Chinese)张斌, 杨未强, 侯静, 等. 1.9~4.3m全光纤中红外超连续谱光源[J]. 中国激光, 2013, 40(11):1102013.
    [2] Xu S H, Yang Z M, Zhang W N, et al. 400 mW ultrashort cavity low-noise single-frequency Yb3+-doped phosphate fiber laser[J]. Optics Letters, 2011, 36(18):3708-3710.
    [3] Yu Feng, Sun Chang, Gao Jing, et al. All-fiber ultra-short super-continuum generation and characters[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11):3555-3558. (in Chinese)于峰, 孙畅, 高静, 等. 全光纤结构超短脉冲超连续谱的产生极其特性研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11):3555-3558.
    [4] Xu S H, Yang Z M, Xu W C, et al. Laser characteristics of cladding-pumped short Er3+/Yb3+ codoped single mode phosphate glass fibre[J]. Chinese Physics Letters, 2009, 26(1):014203.
    [5] Tan Gaijuan, Xie Jijiang, Zhang Laiming, et al. Recent progress in mid-infrared laser technology[J]. Chinese Optics, 2013, 6(4):501-512. (in Chinese)谭改娟, 谢冀江, 张来明, 等. 中波红外激光技术最新进展[J]. 中国光学, 2013, 6(4):501-512.
    [6] Zhang Mingjie, Yang Anping, Zhang Bin, et al. 3-5m luminescence of Dy3+-doped Ga-Sb-S chalcogenide glasses[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(8):0806001. (in Chinese)张鸣杰, 杨安平, 张斌, 等. Dy3+掺杂Ga-Sb-S玻璃的3~5m发光研究[J]. 中国激光, 2015, 42(8):0806001.
    [7] Xu Yantao, Guo Haitao, Lu Min, et al. Preparation and properties of low-loss core-cladding structural Ge-Sb-Se chalcogenide glass fibers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1):182-187. (in Chinese)许彦涛,郭海涛, 陆敏, 等. 低损耗芯包结构Ge-Sb-Se硫系玻璃光纤的制备与性能研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1):182-187.
    [8] Aggarwal I D, Sanghera J S. Development and applications of chalcogenide glass optical fibers at NRL[J]. J Optoelectron Adv Mater, 2002, 4(3):665-678.
    [9] Moizan V, Nazabal V, Troles J, et al. Er3+-doped GeGaSbS glasses for mid-IR fibre laser application:synthesis and rare earth spectroscopy[J]. Optical Materials, 2008, 31(1):39-46.
    [10] Wang Junli, Lv Zhiguo, Bo Xiangbao. Recent progress on rare earth doped femtosecond fiber lasers[J]. Laser Optoelectronics Progress, 2012, 49(10):48-57. (in Chinese)王军利, 吕志国, 卜祥宝. 稀土离子掺杂飞秒光纤激光器最新进展[J]. 激光与光电子学进展, 2012, 49(10):48-57.
    [11] Calvez L, Ma H L, Lucas J, et al. Selenium-based glasses and glass ceramics transmitting light from the visible to the far-IR[J]. Advanced Materials, 2007, 19(1):129-132.
    [12] Nemanich R J. Low-frequency inelastic light scattering from chalcogenide glasses and alloys[J]. Physical Review B, 1977, 16(4):1655-1674.
    [13] Jackson S D, Anzueto-Snchez G. Chalcogenide glass Raman fiber laser[J]. Applied Physics Letters, 2006, 88(22):1486.
    [14] Li Jianfeng, Chen Ming, Chen Yu, et al. Thoretical analysis and optimization of mid-infrared chalcogenide fiber Raman laser pumped at 2m[J]. The Journal of Light Scattering, 2010, 22(3):220-226. (in Chinese)李剑峰, 陈明, 陈玉, 等. 2m泵浦中红外硫化玻璃光纤拉曼激光器的理论分析与优化[J]. 光散射学报, 2010, 22(3):220-226.
    [15] Li J, Chen Y, Chen M, et al. Theoretical analysis and heat dissipation of mid-infrared chalcogenide fiber Raman laser[J]. Optics Communications, 2011, 284(5):1278-1283.
    [16] Bernier M, El-Amraoui M, Couillard J, et al. Writing of Bragg gratings through the polymer jacket of low-loss As2S3 fibers using femtosecond pulses at 800 nm[J]. Optics Letters, 2012, 37(18):3900-3902.
    [17] Bernier M, Fortin V, Caron N, et al. Mid-infrared chalcogenide glass Raman fiber laser[J]. Optics Letters, 2013, 38(2):127-129.
    [18] Wang Shaoqi, Deng Ying, Zhang Yongliang, et al. Theoretical study on generating mid-infrared ultrashort pulse in mode-locked Er3+:ZBLAN fiber laser[J]. Acta Physica Sinica, 2016, 65(4):044206. (in Chinese)王少奇, 邓颖, 张永亮, 等. 掺Er3+氟化物光纤振荡器中红外超短脉冲的产生[J]. 物理学报, 2016, 65(4):044206.
    [19] Liu Cong, Wei Chen, Luo Hongyu, et al. Progress of mid-infrared Raman fiber lasers[J]. Laser Journal, 2015, 36(10):7-12. (in Chinese)刘聪, 韦晨, 罗鸿禹, 等. 中红外光纤拉曼激光器的研究进展[J]. 激光杂志, 2015, 36(10):7-12.
    [20] Agrawal G P. Nolinear Fiber Optics, Fourth Edition Application of Nonlinear Fiber Optics[M]. Jia Dongfang, Yu Zhenhong, Transl. 2nd edition. Beijing:Publishing House of Electronics Industry, 2010:26-36, 479-488. (in Chinese)阿戈沃. 非线性光纤光学原理及应用[M]. 贾东方, 余震虹. 译. 2版. 北京:电子工业出版社, 2010:26-36, 479-488.
    [21] Zhang Yan, Pei Li, Wang Yiqun, et al. Optimization of optical triangular pulses generator based on chirped fiber Bragg grating[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4):1306-1310. (in Chinese)张岩, 裴丽, 王一群, 等. 基于啁啾FBG的三角形光脉冲发生器的优化设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4):1306-1310.
    [22] Zhang Xin, Yang Zhi, Li Qianglong, et al. Research on temperature tuning properties of chirped fiber grating[J]. Acta Optica Sinica, 2016, 36(5):0505002. (in Chinese)张新, 杨直, 李强龙, 等. 啁啾光纤光栅的温度调谐特性研究[J]. 光学学报, 2016, 36(5):0505002.
    [23] Liu Jiang, Wang Pu. Thulium-doped all-fiber broadband superfluorescent source at 2m wavelength[J]. Chinese Journal of Lasers, 2013, 40(2):0202006. (in Chinese)刘江, 王璞. 掺铥全光纤结构2m波段宽带超荧光光源[J]. 中国激光, 2013, 40(2):0202006.
  • [1] 张一凡, 洪奕峰, 盛钰霖, 汪滢莹.  中红外空芯光纤技术现状与发展趋势（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20230132-1-20230132-11. doi: 10.3788/IRLA20230132
    [2] 庞磊, 程洋, 赵武, 谭少阳, 郭银涛, 李波, 王俊, 周大勇.  基于MOCVD生长的4.6 μm中红外量子级联激光器 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210980-1-20210980-6. doi: 10.3788/IRLA20210980
    [3] 朱纯凡, 王贤耿, 汪祥, 王瑞军.  中红外量子级联激光器的光子集成（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220197-1-20220197-7. doi: 10.3788/IRLA20220197
    [4] 蒋星晨, 程德华, 李业秋, 崔建丰, 岱钦.  基于光参量振荡的35 kHz中红外激光器研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210817-1-20210817-5. doi: 10.3788/IRLA20210817
    [5] 郭婕, 闫东钰, 毕根毓, 丰傲然, 刘博文, 储玉喜, 宋有建, 胡明列.  色散管理光纤锁模激光器在近零色散域的非线性优化 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220226-1-20220226-7. doi: 10.3788/IRLA20220226
    [6] 李炳阳, 于永吉, 王子健, 王宇恒, 姚晓岱, 赵锐, 金光勇.  窄线宽1064 nm掺镱光纤激光器泵浦MgO:PPLN中红外光学参量振荡器研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210898-1-20210898-6. doi: 10.3788/IRLA20210898
    [7] 王丽莎, 孙松松, 闫炜, 瞿娇娇, 王勇.  L波段可切换双波长高能量脉冲光纤激光器 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200370-1-20200370-5. doi: 10.3788/IRLA20200370
    [8] 张昆, 周寿桓, 李尧, 张利明, 余洋, 张浩彬, 朱辰, 张大勇, 赵鸿.  142 W高峰值功率窄线宽线偏振脉冲光纤激光器 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0405003-0405003-6. doi: 10.3788/IRLA202049.0405003
    [9] 梁佩茹, 宁秋奕, 陈伟成.  调Q锁模类噪声方波脉冲掺铒光纤激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 803009-0803009(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0803009
    [10] 贾志旭, 姚传飞, 李真睿, 贾世杰, 赵志鹏, 秦伟平, 秦冠仕.  基于氟碲酸盐光纤的高功率中红外超连续光源(特邀) . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 803004-0803004(11). doi: 10.3788/IRLA201847.0803004
    [11] 慕伟, 徐呈霖, 司旭, 马云亮, 林亚俊, 肖春.  光纤包层中的弱光探测技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 422002-0422002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0422002
    [12] 王少奇, 邓颖, 李超, 王方, 张永亮, 康民强, 薛海涛, 罗韵, 粟敬钦, 胡东霞, 郑奎兴, 朱启华.  被动锁模掺Er3+氟化物光纤激光器理论研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136004-1136004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1136004
    [13] 高静, 于峰, 葛廷武, 王智勇.  用于产生中红外超连续谱的硫系玻璃色散研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3368-3372.
    [14] 葛颜绮, 罗娇林, 张书敏, 唐定远, 沈德元, 赵鹭明.  被动锁模光纤激光器中增益支配孤子的腔至峰值功率钳位效应 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3533-3539.
    [15] 高园园, 舒志峰, 孙东松, 夏海云, 张飞飞, 韩於利, 上官明佳.  积分球在瑞利测风激光雷达中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3547-3554.
    [16] 匡鸿深, 赵方舟, 高静, 葛廷武, 王智勇.  高功率光纤激光器中自相位调制的实验研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2849-2853.
    [17] 刘永兴, 张培晴, 戴世勋, 王训四, 林常规, 张巍, 聂秋华, 徐铁峰.  中红外硫系光子晶体光纤参量放大特性模拟研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 511-516.
    [18] 范丹, 陈淑芬, 高远, 付雷, 邹正峰, 孟彦斌.  基于色散控制的全光纤掺镱被动锁模激光器的设计与仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2399-2403.
    [19] 杨雨川, 谭碧涛, 龙超, 陈力子, 张己化, 陈军燕.  主动探测回波激光脉冲时域特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3228-3233.
    [20] 沈振民, 刘红影, 蓝天, 李少辉, 倪国强, 刘浩杰.  飞秒激光脉冲在大气中的色散及补偿 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 940-946.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  440
  • HTML全文浏览量:  71
  • PDF下载量:  56
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-11
  • 修回日期:  2017-03-14
  • 刊出日期:  2017-10-25

啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿

doi: 10.3788/IRLA201758.1005007
  • 1. 宁波大学 高等技术研究院 红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211;
  • 2. 浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211
    • 作者简介:

    曾江辉(1992-),男,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:1639678812@qq.com

  • 收稿日期: 2017-02-11
  • 修回日期: 2017-03-14
  • 刊出日期: 2017-10-25
基金项目:

浙江省自然科学基金（LY18F050003）;宁波市自然科学基金（2017A610004）;宁波大学王宽诚幸福基金

  • 中图分类号: TN929.11

摘要: 中红外波段包含极其重要的大气窗口和众多分子的指纹区，基于硫系玻璃的中红外光纤激光器逐渐引起人们的重视。由于硫系玻璃具有极高的非线性和色散特性，脉冲激光在硫系光纤中的展宽成为发展中红外超短激光必须解决的重要问题。针对脉冲激光在硫系光纤中传输的展宽问题，设计线性啁啾光纤光栅，用于补偿高斯脉冲激光经过光纤之后的色散展宽。模拟结果表明：光纤色散导致的脉冲展宽可以通过线性啁啾光纤光栅进行很好的补偿。进一步研究发现，通过对设计的啁啾光纤光栅运用高斯变迹函数进行切趾优化，可以显著改善色散补偿的效果，以获得对脉冲激光色散展宽的完全补偿。文中的研究对于设计高质量的硫系中红外光纤激光器具有理论指导意义。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计