掺Yb3+光纤F-P腔被动锁模激光器实验探索

"该论文详细探讨了掺Yb3+光纤F-P腔被动锁模激光器的实验研究，主要涉及光纤激光器的工作原理、锁模机制以及脉冲压缩技术。作者通过在腔内引入λ/2波片和偏振分束器，结合半导体可饱和吸收镜，成功实现了稳定被动锁模的运行状态。实验结果显示，在300mW的泵浦功率下，获得了28mW的锁模输出功率，脉冲重复频率为20MHz，输出光谱宽度15nm，预估脉宽小于100fs。论文还提到了掺Yb3+光纤激光器的独特优势，如良好的散热性能、高转换效率和适用于半导体激光泵浦等特性。" 掺Yb3+光纤激光器是一种利用掺杂稀土元素Yb3+的光纤作为增益介质的激光发生器，因其在976nm附近的宽吸收峰和高量子效率而备受关注。这种激光器在散热、光束质量和转换效率方面表现出优于半导体块状固体激光器的特性。尤其适合产生大功率、宽调谐、窄线宽以及超短脉冲。 被动锁模是激光器产生超短脉冲的一种重要技术。在本文中，研究人员采用了两种方法实现被动锁模：一种是利用半导体可饱和吸收体，当光脉冲通过时，边缘部分的损耗导致吸收体饱和，增加透射率，从而窄化脉冲。另一种方案是利用非线性偏振旋转效应，通过光纤中的自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM），改变脉冲两个正交偏振分量的偏振态，形成等效的可饱和吸收体。 在实验中，研究团队设计了一个线性腔结构，并在腔内插入λ/2波片和偏振分束器，这些组件可以引入偏振旋转，结合半导体可饱和吸收镜的自启动功能，成功实现了被动锁模的稳定运行。通过调整腔内的光栅对，他们补偿了光纤的正色散，达到脉冲压缩的目的。在300mW泵浦功率下，激光器锁模运行，输出功率28mW，脉冲重复频率20MHz，光谱宽度15nm。根据脉冲变换极限，估算脉宽小于100fs，这表明实验产生了极短的超快脉冲。 此外，论文还对比了半导体可饱和吸收体和APM（增益调制）技术在被动锁模中的应用，指出APM技术可以实现全光纤化且不受载流子恢复时间限制，允许在宽范围的参数下进行锁模操作，且能产生fs级别的超短脉冲。 这项研究展示了掺Yb3+光纤激光器在被动锁模技术上的潜力，为未来开发更高效、更紧凑的超快激光源提供了重要的理论和技术基础。通过优化激光器设计和控制非线性效应，有望进一步提升脉冲质量，实现更高性能的光纤激光器。