皮秒级全光纤被动锁模激光器：SESAM调控与动态特性

本文主要探讨了一种利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现的全光纤被动锁模激光器的设计与性能研究。该激光器的核心组件包括单包层高掺Yb增益光纤和光纤布拉格光栅(FBG)，旨在提供皮秒级的脉冲输出，中心波长大约为1064纳米，且具有极窄的3dB线宽，约0.4纳米，重复频率约为17.3MHz。这种激光器的工作原理是通过SESAM的饱和吸收特性来控制光脉冲的模式锁定，从而实现稳定的连续波(CW)和被动锁模脉冲。 文章详细描述了激光器在不同抽运功率下的动态行为。当抽运功率升高时，系统会经历从无锁模到连续锁模的过程，启动阈值约为50毫瓦。在这个过程中，随着功率增加，首先出现调Q现象，即脉冲宽度的微调，随后是连续锁模状态的出现，同时伴随着轻微的调Q效应。然而，进一步提高功率会导致脉冲分裂，即一个脉冲分裂成多个脉冲，且脉冲数和多脉冲调制强度随功率增大而增强。在这一阶段，系统的稳定性可能会受到外界微扰的影响，尤其是当脉冲数量增多时。 当抽运功率过大，会出现多脉冲个数和峰值的不稳定现象，这可能会影响激光器的输出质量和稳定性。此外，被动锁模机制导致输出激光谱线加宽，随着功率增加和锁模效应的增强，谱线宽度会逐渐变宽。值得注意的是，脉冲分裂会导致单个脉冲的脉宽变窄，这也是系统动态性能的一个重要特性。 这篇论文深入研究了全光纤被动锁模激光器的工艺设计、性能优化以及其工作过程中的动态行为，这对于理解此类激光器的运作机制以及优化其性能具有重要的理论和实践价值。这项研究对于光通信、光开关、光存储等领域的应用有着潜在的推动作用，尤其是在需要高精度、高稳定性的短脉冲激光源的场合。