成果名称: 基于高能量Mamyshev光纤锁模振荡器的机理与特性研究
完成单位: 华南师范大学
主要人员: 徐文成,李相越,徐诗胜,明淑娴,魏志伟,李体鉴,马盖明
介绍:

    1. 课题来源与背景:课题来源于广东省基础与应用基础研究基金项目《基于高能量Mamyshev光纤锁模振荡器的机理与特性研究》,项目编号: 2019A1515010879。

    2. 研究目的与意义:1.7μm波段高能量脉冲激光光源在生物成像、激光医疗、中红外激光产生等领域有重要的应用价值。但传统锁模技术无法承受过高的非线性相移,难以获得稳定的高能量脉冲。针对此问题,本项目将利用Mamyshev振荡器在高能量短脉冲产生方面的独特优势,结合自主拉制的掺铥光子晶体光纤,创新性地提出开展1.7μm波段高能量短脉冲产生机理及特性研究。内容包括:①揭示1.7μm波段Mamyshev振荡器脉冲建立动力学过程;②系统研究Mamyshev振荡器关键参数对脉冲特性的影响;③分析振荡器中多脉冲产生及相互作用物理机制;④探索超宽谱相干脉冲产生、压缩及可调谐特性。通过项目研究,最终获得1.7μm波段脉宽<100fs、能量达μJ量级的脉冲。本项目的开展不仅能加深对Mamyshev振荡器脉冲产生物理机制的理解,为研制高性能1.7μm波段激光脉冲光源提供新方案,而且对推动超快激光技术的发展具有重要意义。
3. 创见与创新:我们围绕1.7微米波段的高性能超快激光脉冲输出、Mamyshev光纤振荡器及激光器中的孤子动力学特性开展了系列研究,所取得的主要成果可以概括为以下几方面:A. 1.7微米波段超快光纤激光器分别搭建了环形腔和9字腔掺铥光纤激光器,获得了1.7微米波段的高性能脉冲输出。随后,为获得高功率高能量脉冲,我们在前期制备的种子源基础上搭建了啁啾脉冲放大系统,最终在1.7微米波段获得了高达1.95W平均功率(压缩后1.3W)、脉冲宽度为348fs的脉冲输出,可成为生物成像等领域的优质光源。B. 超短脉冲Mamyshev光纤振荡器搭建了1.55微米波段的Mamyshev光纤环形腔振荡器,获得了光谱范围超过60nm的高性能超短脉冲输出。此外,我们发现Mamyshev光纤振荡器中存在强度不同的多脉冲运转状态,该结果首次验证了振荡器中存在多个吸引子的理论预言,能加深我们对于Mamyshev光纤振荡器的脉冲非线性行为特性的理解。C. 超快光纤激光器中孤子动力学研究基于超快光纤激光器平台,我们研究了耗散孤子的启动特性、脉动孤子的矢量特性、双向运转脉冲的偏振态演化特性、耗散纯四次孤子的能量特性等,为激光器脉冲性能提升提供了理论基础项目主要研究拓扑绝缘体超快光纤激光器的特性,并揭示其内在物理机制。
    4. 社会经济效益,存在的问题:技术处于实验室小试或者样机研制阶段,尚未形成成熟的应用市场。无社会经济效益,不存在相关问题。
    5.历年获奖情况:无。

 

批准登记号:
登记日期: 2023-07-12
研究起止时间: 2019-10-01至2022-09-30
所属行业: 制造业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2023-03-22