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光纤激光器

多波长光纤激光器:原理、现状与挑战

来源:爱光学2020-05-14 我要评论(0 )   

Chinese Optics Letters2020年第4期Editors' Pick:Hualong Chen, Xiantao Jiang, Shixiang Xu, Han Zhang. Recent progress in multi-wavelength fiber lasers: pr...

Chinese Optics Letters 2020年第4期Editors' Pick:

Hualong Chen, Xiantao Jiang, Shixiang Xu, Han Zhang. Recent progress in multi-wavelength fiber lasers: principles, status, and challenges[J]. Chinese Optics Letters, 2020, 18(4): 041405


近年来,多波长光纤激光器(MWFL)凭借其高光束质量、低成本和出色的散热性能,在光通信、机械加工以及激光生物医学等众多领域中发挥着重要作用。得益于光学元件成熟度的提高,MWFL得到了飞速的发展。在现今世界中,随着计算机和移动电话的普及,人们对光通信系统提出了更高的要求。


为了释放可用的光纤通信容量并提高通信速率,密集的波分复用(DWDM)技术得到了广泛研究和采用。MWFL的实施无疑在很大程度上节省了成本。另外,MWFL还可以应用于光纤传感器、光谱学、相控阵天线、双波长频率梳和微波产生。因此,MWFL已经成为研究热点,引起了世界的广泛关注。但是,对于连续波和脉冲光纤激光器,尤其是脉冲光纤激光器的应用,方法,原理、现状以及未来的挑战,并没有明确阐明和介绍。因此,迫切需要针对上述问题进行全面总结。


近日,深圳大学的研究人员在Chinese Optics Letters 2020年第18卷第4期中对MWFL进行了全面总结。博士生陈华龙为第一作者。在这篇综述文章中,作者首先介绍了MWFL的应用背景。随后总结了实现有源和无源多波长连续工作的光纤激光器的方法与原理。在本节中,作者详细介绍了基于滤波器结构、依赖于强度损失的结构以及高度非线性效应的连续波运转的MWFL。


接下来,作者详细总结了基于非线性偏振旋转(NPR)或非线性放大环镜(NALM)结构的锁模MWFL。得益于二维材料高三阶非线性折射率和可饱和吸收特性,作者详尽介绍了基于典型的二维材料脉冲运转MWFL,例如石墨烯、过渡金属二卤化物(TMDC)、拓扑绝缘体(TI)、黑磷(BP)等。


此外,作者还总结了与锁模MWFL结合的各种实验现象,例如波长切换、波长数目和激射波长可调、暗亮孤子脉冲对以及多种类型孤子。


在脉冲MWFL中,双腔结构光纤激光器是实现双波长工作的另一种方法。作者介绍了基于材料的交叉吸收调制和光纤的交叉相位调制(XPM)效应的结构。


最后,结合当前技术和在MWFL实际操作中的经验,作者认为,未来的挑战可能会朝着以下五个方向发展:更稳定的2D材料、更稳定的激光输出性能、更长的工作波长、更紧凑、更智能化。

多波长光纤激光器的分类

深圳大学张晗教授认为,综述从总体上概述了MWFL的原理和现状。无论是连续光运转和脉冲光运转MWFL,还是有源调制和无源调制MWFL都做了详细介绍与分析。更重要的是,作者还展望了MWFL的前景。该综述可能会对该领域新进研究人员有所帮助,并启发研究人员新的研究思路。

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多波长光纤激光器黑磷

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