实验研究：超低阈值Q调制掺Yb3+光纤锁模激光器

“超低阈值Q调制，锁模Yb3+光纤环型腔激光器的实验研究，向望华，崔宇等人的科研成果，详细探讨了掺镱光纤激光器的锁模机制和性能。” 这篇论文研究的是超低阈值Q调制和锁模技术在掺镱（Yb3+）光纤环型腔激光器中的应用。Yb3+是一种常见的稀土离子，广泛用于光纤激光器中，因其在近红外区域具有较高的增益特性。该激光器采用近“8”字型环型结构，这种设计有利于提高激光器的稳定性和效率。谐振腔内的关键组件包括半导体可饱和吸收镜（SESAM），起偏器和偏振控制器。 SESAM的作用在于实现激光的锁模操作，它的非线性响应特性使得激光能够在保持稳定输出的同时，产生超短脉冲。通过调整腔内的起偏器和偏振控制器，可以控制激光的偏振状态，进一步优化锁模效果。非线性偏振旋转（NPR）是被动锁模的一种机制，它在光纤激光器中自然发生，能够帮助产生脉冲序列。 实验结果显示，当泵浦功率仅为18mW时，激光器就能产生16kHz的调Q脉冲，脉宽为4μs，光谱宽度2.34nm。随着泵浦功率增加至60mW，激光器进入连续锁模状态，输出功率达到8mW，重复频率提高到20MHz，光谱宽度3.54nm，脉冲持续时间进入皮秒（ps）或亚皮秒（sub-ps）级别。此外，通过调整偏振控制器的角度，还能观察到激光波长的调谐现象，调谐范围覆盖1028nm到1053nm。 超短脉冲激光技术是激光领域的核心研究方向，因为它在多个领域都有广泛应用，如光通信、光传感、非线性光学、生物医学和军事等。从20世纪70年代以来，超短脉冲激光器经历了从染料激光器到固体激光器，再到光纤激光器的演变。特别是掺Yb3+光纤激光器，由于其结构紧凑、功率输出高、调谐范围宽和稳定性好，已经成为锁模激光器研究的热点。论文中提到的低噪声展宽脉冲掺镱光纤激光器，正负色散分别由光纤和光栅调控，是此类研究的一个实例，证明了在特定波长（如1056nm）可以实现有效的激光输出。 这篇研究揭示了如何通过精细调控光纤激光器的内部组件，实现高效且低阈值的Q调制和锁模操作，对于理解和优化掺镱光纤激光器的性能具有重要意义。这种技术的进步将有助于推动超短脉冲激光在各应用领域的进一步发展。