Development of all-optical active mode-locked fiber laser based on nonlinear optical loop mirror

基于非线性光学环镜的全光主动锁模光纤激光器的研制

基本信息

批准号：
21K04933
负责人：
白木英二
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Gifu National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、全光制御型の能動モード同期超短パルスファイバーレーザーの開発を目的とする。具体的には、パルス捕捉現象による非線形光ループミラー(NOLM)を用いた強度変調器を開発した。さらに、それを用いて能動モード同期Er添加超短パルスファイバーレーザーを開発した。本年度は、提案するNOLMを用いたレーザー共振器について、高強度かつ安定した超短パルスの生成を目指して動作解析を行った。制御光3.0 mWにおいて励起LD電流を上げていくと出力パルスの時間幅が短くピーク強度も高くなった。励起LD電流600 mAのときピーク強度33 W, 時間幅820 fsの超短パルス光が得られた。さらに励起LD電流を上げていくとCW が含まれてしまった。ここでは、どの励起LD電流でも制御光の繰り返し周波数(変調周波数)の50 MHzと同じ、50 MHzでレーザー発振した。励起LD電流の上昇と共に一本あたりのパルスエネルギーが上がった。次に制御光強度4.2 mWに上げるとパルス列に20 ns 間隔であるが、パルスの本数の減少がみられた。制御光強度が高い場合、励起電流が高くなるにつれパルスの本数が増え50 MHz となる。このとき１パルスあたりのエネルギーは大きく変化しなかった。また、ファイバーカプラ比率70:30の非対称なNOLMにおいて入出力特性の解析を行った。制御光を強くすると透過率は10%から20%に変化し、変化量は10%であった。レーザー発振に十分な透過率と、モード同期発振に必要な変調量があったと考えられる。

本研究的目的是开发一种全光控主动锁模超短脉冲光纤激光器。具体来说，我们基于脉冲捕获现象，使用非线性光学环路镜（NOLM）开发了强度调制器。此外，我们用它开发了主动锁模掺铒超短脉冲光纤激光器。今年，我们使用所提出的 NOLM 分析了激光谐振器的运行，旨在产生高强度且稳定的超短脉冲。当控制光强度为3.0 mW时，增加LD激发电流，输出脉冲的时间宽度变短，峰值强度增加。在600 mA的激发LD电流下，获得峰值强度为33 W、持续时间为820 fs的超短脉冲光。当激发LD电流进一步增加时，CW被包括在内。这里，激光器以 50 MHz 振荡，这与 50 MHz 的控制光重复频率（调制频率）相同，与激励 LD 电流无关。随着激励 LD 电流的增加，每线的脉冲能量也增加。接下来，当控制光强度增加到 4.2 mW 时，观察到脉冲数量减少，尽管脉冲串间隔为 20 ns。当控制光强度较高时，脉冲数量随着激发电流的增加而增加，达到50 MHz。此时，每个脉冲的能量没有明显变化。我们还分析了光纤耦合器比为 70:30 的非对称 NOLM 的输入/输出特性。当控制光加强时，透过率从10%变化到20%，变化量为10%。认为存在激光振荡所需的足够的透射率和锁模振荡所需的调制量。