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光纖激光器

多波長光纖激光器:原理、現狀與挑戰

來源:愛光學2020-05-14 我要評論(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


近年來,多波長光纖激光器(MWFL)憑借其高光束質量、低成本和出色的散熱性能,在光通信、機械加工以及激光生物醫學等眾(zhong) 多領域中發揮著重要作用。得益於(yu) 光學元件成熟度的提高,MWFL得到了飛速的發展。在現今世界中,隨著計算機和移動電話的普及,人們(men) 對光通信係統提出了更高的要求。


為(wei) 了釋放可用的光纖通信容量並提高通信速率,密集的波分複用(DWDM)技術得到了廣泛研究和采用。MWFL的實施無疑在很大程度上節省了成本。另外,MWFL還可以應用於(yu) 光纖傳(chuan) 感器、光譜學、相控陣天線、雙波長頻率梳和微波產(chan) 生。因此,MWFL已經成為(wei) 研究熱點,引起了世界的廣泛關(guan) 注。但是,對於(yu) 連續波和脈衝(chong) 光纖激光器,尤其是脈衝(chong) 光纖激光器的應用,方法,原理、現狀以及未來的挑戰,並沒有明確闡明和介紹。因此,迫切需要針對上述問題進行全麵總結。


近日,深圳大學的研究人員在Chinese Optics Letters 2020年第18卷第4期中對MWFL進行了全麵總結。博士生陳華龍為(wei) 第一作者。在這篇綜述文章中,作者首先介紹了MWFL的應用背景。隨後總結了實現有源和無源多波長連續工作的光纖激光器的方法與(yu) 原理。在本節中,作者詳細介紹了基於(yu) 濾波器結構、依賴於(yu) 強度損失的結構以及高度非線性效應的連續波運轉的MWFL。


接下來,作者詳細總結了基於(yu) 非線性偏振旋轉(NPR)或非線性放大環鏡(NALM)結構的鎖模MWFL。得益於(yu) 二維材料高三階非線性折射率和可飽和吸收特性,作者詳盡介紹了基於(yu) 典型的二維材料脈衝(chong) 運轉MWFL,例如石墨烯、過渡金屬二鹵化物(TMDC)、拓撲絕緣體(ti) (TI)、黑磷(BP)等。


此外,作者還總結了與(yu) 鎖模MWFL結合的各種實驗現象,例如波長切換、波長數目和激射波長可調、暗亮孤子脈衝(chong) 對以及多種類型孤子。


在脈衝(chong) MWFL中,雙腔結構光纖激光器是實現雙波長工作的另一種方法。作者介紹了基於(yu) 材料的交叉吸收調製和光纖的交叉相位調製(XPM)效應的結構。


最後,結合當前技術和在MWFL實際操作中的經驗,作者認為,未來的挑戰可能會朝著以下五個方向發展:更穩定的2D材料、更穩定的激光輸出性能、更長的工作波長、更緊湊、更智能化。

多波長光纖激光器的分類

深圳大學張晗教授認為,綜述從總體上概述了MWFL的原理和現狀。無論是連續光運轉和脈衝光運轉MWFL,還是有源調製和無源調製MWFL都做了詳細介紹與分析。更重要的是,作者還展望了MWFL的前景。該綜述可能會對該領域新進研究人員有所幫助,並啟發研究人員新的研究思路。

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