CN103563189A - 紧凑的光学频率梳系统 - Google Patents
紧凑的光学频率梳系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103563189A CN103563189A CN201280024324.8A CN201280024324A CN103563189A CN 103563189 A CN103563189 A CN 103563189A CN 201280024324 A CN201280024324 A CN 201280024324A CN 103563189 A CN103563189 A CN 103563189A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- chamber
- optical element
- optical
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1112—Passive mode locking
- H01S3/1115—Passive mode locking using intracavity saturable absorbers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08059—Constructional details of the reflector, e.g. shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1112—Passive mode locking
- H01S3/1115—Passive mode locking using intracavity saturable absorbers
- H01S3/1118—Semiconductor saturable absorbers, e.g. semiconductor saturable absorber mirrors [SESAMs]; Solid-state saturable absorbers, e.g. carbon nanotube [CNT] based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0092—Nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06712—Polarising fibre; Polariser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06725—Fibre characterized by a specific dispersion, e.g. for pulse shaping in soliton lasers or for dispersion compensating [DCF]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10038—Amplitude control
- H01S3/10046—Pulse repetition rate control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
- H01S3/1053—Control by pressure or deformation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1616—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth thulium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
- H01S3/176—Solid materials amorphous, e.g. glass silica or silicate glass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明披露了紧凑的光学频率源。梳状源可包括腔内光学元件,所述腔内光学元件具有带电可控作用区的多材料集成结构。作用区可包括薄膜。举例来说,薄膜和绝缘电介质材料(设置在两个电极之间)可提供快速损耗调制。在一些实施例中,薄膜可包括石墨烯。在频率梳激光器的不同实施例中,CEO频率的快速调制可通过电调制额外光学元件(可以是可饱和吸收器本身)的透射或反射损耗来实施。在另一个实施例中,薄膜还可用作可饱和吸收器以便于被动锁模。在一些实施例中,光学元件可形成在光纤的切割或抛光端上。
Description
技术领域
本发明涉及紧凑的光学频率梳系统及其示例性应用。
背景技术
高亮度宽带光学频率梳源在医学、光谱学、显微镜学、测距、感测和计量学中有很多应用。所述源需要高度强劲、具有长期稳定性,并且还包括具有高度光学集成的最小部件数以供大量市场应用。尤其是,对基于被动锁模激光器的宽带光学频率梳源结合高度非线性光纤或波导中的频率展宽或超连续谱产生已产生了很大的兴趣。特别是,当结合短脉冲光纤激光器使用时,全光纤系统结构用于超连续谱产生是可能的,其可产生益处,例如大大简化制造程序、低成本和高水平的热机械稳定性。
基于光纤的超连续谱源可产生从UV到中红外(mid-IR)的光谱输出并在近几年吸引了大量的研究,参见例如J.M.Dudley等人的“Supercontinuum generationin optical fibers”,Cambridge University Press(2010)。为了达到中红外,例如波长范围在约2.5–10.0μm,软玻璃或重金属氧化物玻璃可实施用于超连续谱产生,如最近由J.H.V.Price等人评论的“Supercontinuum generation and nonlinearity insoft glass fibers”,在J.M.Dudley等人的“Supercontinuum generation in optical fibers”,Cambridge University Press(2010)中的第VI章。所述工作在中红外的基于光纤的中红外源有可能替代更为成熟的光学参数振荡器(OPO)、光学参数放大器(OPA)和光学参数发生器(OPG),并因此受到积极推行。
通过控制激光谐振腔(谐振器)内部的重复率以及载波包络偏移频率(CEO),如同例如Holzwarth等人的美国专利6,785,303中所披露的,可以由锁模激光器方便地构造光纤频率梳。谐振腔(谐振器)的重复率可利用本领域公知的压电转换器(传感器)或电光转换器(传感器)调制在MHz重复率。相比之下,‘303建议使用慢的多的调制机制用于控制CEO频率,例如,调制耦合入激光谐振腔(谐振器)的光学泵浦功率。
用于快速控制CEO频率的方法披露于Fermann等人的美国专利申请公开号2010/0195677,(‘677)“Pulsed Laser Sources”,其中建议结合可寻址的腔内部件用于载波相位控制。例如,不同的设置包括快速控制光纤布拉格(Bragg)光栅的压强(压力)、控制光纤布拉格光栅温度和/或多个反馈回路以分离重复率和CEO频率之间的任何依存关系。还建议了其它技术以便引入可控制的相位变化。
快速控制CEO频率还在Fermann等人的美国专利申请公开号2010/0225897的发明名称为“Optical scanning and imaging systems based on dualpulsed laser systems”中提出,通过控制锁模激光谐振腔内的腔内损耗。具体地说,结合声光调制器能够使CEO频率控制在MHz调制率,可能比通过光学泵浦调制快许多数量级。‘677和‘897申请的内容在此以其全文形式被结合入本文作为引用。
被动锁模激光器一般要求腔内可饱和吸收器以便相对于cw操作更有利于短脉冲操作,其中必须满足额外的设计标准以抑制调Q不稳定性。最近,基于石墨烯以便于锁模的可饱和吸收器已经在J.M.Dawlaty等人的Probing UltrafastDynamics of Electrons and Holes in Graphene,Optical Society of America Conf.onLasers and Electro-Optics,paperCFU7(2008)中提出。基于石墨烯的可饱和吸收器可直接沉积在光学增益材料例如光纤上,如A.Martinez等人的Optical Deposition ofgraphene and carbon nanotubes in a fiber ferrule for passive mode-locked lasing,Opt.Express,vol.18,pp.23054(2010)中所讨论,并因此引起极大兴趣。
不过,至今,被动锁模激光器和光学频率梳或尤其是被动锁模光纤激光器和基于光纤的频率梳仍然较难以制造、具有较大的部件数并且其高成本阻止它们在大量应用中的使用。
发明内容
本发明描述了基于被动锁模激光器和光纤激光器的紧凑的光学频率梳系统。在至少一个实施例中,紧凑的系统结构可通过将可饱和吸收器介质直接沉积到光纤的切割表面或抛光表面上而获得。可饱和吸收器因此可直接拼接到其它光纤部件用于构造紧凑的光纤激光器腔。光学频率梳源可被设计成工作在GHz重复率,用于构造具有大的梳(状)间距的光学频率梳。
频率梳间距可利用标准转换器例如压电或传统电光元件来控制。在不同的实施例中,CEO频率的快速调制可通过电调制额外光学元件(可以是可饱和吸收器本身)的透射(传输)或反射损耗来实施。
举例来说,薄的石墨烯薄膜和绝缘电介质材料(被夹在两个电极之间)可用于快速损耗调制。可替换地,石墨烯薄膜可用作透明电极。损耗调制元件可用作腔端镜或用于传输(透射)。此外,损耗调制器可直接沉积到光纤的表面上。
在一些实施例中,石墨烯薄膜可以省略,而腔内部的重复率控制可通过电光调制电介质材料的折射率来实施。这可以与光纤腔的精确温度控制结合使用。
在另一个实施例中,石墨烯薄膜还可用作可饱和吸收器,以便于被动锁模。利用石墨烯薄膜的损耗调制可进一步便于锁模的自启动运行并可抑制激光谐振腔内部的调Q。
为了通过锁模光纤激光器产生短脉冲,可以在谐振腔内部结合色散补偿元件例如啁啾光纤布拉格光栅或者具有不同色散参数的多个长度的光纤。另外,可以实施同步二阶和三阶色散补偿,这对于被动锁模光纤激光器工作在波长>1700nm尤其有用。所产生的脉冲的光学带宽可以通过利用具有小芯径的正色散光纤结合具有大芯径的负色散光纤进一步扩展,从而有利于在振荡器内部的相似子或抛物型脉冲的振荡。
倍频程超连续谱光谱可通过将高度非线性光纤直接拼接至被动锁模光纤振荡器的输出而产生,其中还可在高度非线性光纤的上游使用额外的光纤放大器或脉冲压缩级。
在不同的实施例中,也可实施拉曼(Raman)频移结合差频产生以增大频率梳系统的光谱范围。
通过实施腔长调谐可快速调谐各梳状线。光纤激光器输出还可被锁定至单频激光器例如量子级联激光器,以产生工作在中红外光谱区域的快速可调谐的光学频率合成器。快速可调谐的频率合成器还可用于吸收光谱学。
大的梳状间距(可利用梳状间距为若干GHz(大于1GHz)的频率梳激光器获得)利用标准光谱学技术和宽带吸收光谱学的实施提供各梳状线的分辨率。具有大梳状间距的光纤激光器还可用于天体摄谱仪的校准。
低相位噪声微波源可利用具有大梳状间距的光纤梳激光器通过利用光学参考和梳激光器之间的微波拍频信号将梳激光器锁定至精确光学参考频率来构造。
至少一个实施例包括激光器,所述激光器具有在激光增益介质外部的腔内光学元件。光学元件可包括多材料集成结构,例如具有电气可控制的作用区(可以是薄膜层)的多层装置。作用区可以结合不同的导电、电介质和/或半导体材料设置并且可被设置成工作在透射或反射。元件可用作可饱和吸收器,同时能够通过外部电气控制调制激光腔的损耗和/或腔路径长度。在一些实施例中,光学元件可形成在光纤的切割或抛光端。
附图说明
图1示意性地示出了被动锁模光纤激光器结合基于石墨烯的损耗调制器用于载波包络偏移频率控制。
图2a示意性地示出了基于石墨烯的损耗调制器。
图2b示意性地示出了基于石墨烯的损耗调制器的可替换实施例。
图2c示意性地示出了基于石墨烯的损耗调制器的可替换实施例。
图3示意性地示出了被动锁模光纤激光器结合基于石墨烯的可饱和吸收器,还允许快速内部损耗调制。
图4示意性地示出了基于被动锁模光纤激光器结合基于石墨烯的可饱和吸收器的紧凑的基于光纤的频率梳源,还允许快速内部损耗调制结合超连续谱产生。
具体实施方式
图1示出了优化用于产生短脉冲和宽相干光谱的被动锁模光纤振荡器100的若干部件。在示例性实施例中,掺Tm的石英光纤可用作增益介质,尽管任何其它的稀土掺杂剂也是可能的。可采用数值孔径为NA=0.25的掺Tm的铝硅酸盐光纤,其在1900nm具有负色散。Tm光纤和由泵浦耦合器C1产生的光纤尾纤的负(孤子支撑)色散由正常色散光纤补偿。对于泵浦,可适宜地采用在1500-1650nm波长范围或近790nm发射的泵浦源。系统包括Fabry-Perot(法布里-珀罗)结构,其中在一个腔端部上具有传统的半导体可饱和吸收器镜SA,而在第二远端上具有平面金镜或损耗调制镜LM。这里仅示出了LM。不过,传统的镜可以替代LM并被设置在完全相同的位置。
类似的激光器设计披露于美国专利申请No.13/026,762(‘762),发明名称为“Compact,coherent,and high brightness light sources for the mid and far IR”,申请日为2011年2月14日。‘762申请的内容在此以其全文形式被结合入本文作为引用。
再次参见图1,正常色散光纤补偿腔的二阶和三阶色散。波片W1和W2用于偏振控制,其中合宜的采用了四分之一和半波片。四分之一波片W3用于可调输出耦合,其中腔的输出取自图1所示的腔内偏振分束器的反射。
当腔色散调整为正时,高能量相似子或抛物型脉冲可通过适当调节腔内波片而产生,通过非线性偏振演化促进脉冲缩短并且导致在重复率为100MHz和脉冲宽度<100fs产生脉冲能量为大于1nJ(几nJ)的脉冲。
为了在腔中提供载波包络偏移频率控制,基于石墨烯的损耗调制器被结合在第二腔端。振荡器的重复率可通过伸展光纤的一部分或通过将SA安装到压电转换器来控制。所述方案在本领域是公知的,因此在此不作进一步描述。
图2a示出了适当的损耗调制器(LM)的一个示例。LM被沉积在例如由基片210-a和薄的金或合适的金属膜203-a组成的金或合适的金属镜上。镜的反射率则通过夹在两个电极之间的薄石墨烯层201-a进行调制。在本示例中,电极包括两个外层:一层铟锡氧化物(ITO)或光学透明电极209-a和薄金或金属膜203-a,后者的薄膜直接沉积在基片210-a上。可替换地,石墨烯层201-a可被用作电极的至少一部分,而没有可选的ITO层209-a。作为另一个可替换地,还可以交换石墨烯和透明电极的位置。合适的电互连(未示出)将损耗调制器连接到电源,用于应用时变电场以便调制。在本示例中,电介质205-a沉积在金或金属膜203-a上,其中电介质可包括例如SiO2或Al2O3。也可以使用被称为高k电介质的其它电介质。优选地,这些高k电介质具有高介电常数,并且例如由高级MOSFET电子设计可知。适当的材料可例如包括硅酸铪。石墨烯层201-a例如通过化学气相沉积被沉积在电介质205-a上。如上文所述,多层结构还可包括可选的透明电极材料209-a,例如铟锡氧化物(ITO)。通过连接外部源(未示出)到ITO层209-a和金或金属膜203-a,电场可被应用至石墨烯。
还可以沉积其它材料的额外中间层(缓冲层)。另外,石墨烯薄膜和电介质的成层顺序可以颠倒。所述镜(允许调制反射率)披露于‘677中,并且其它的实施例也是可能的。
通过示例性单个石墨烯层和电介质薄膜厚度为大约100nm,所施加的大约100V的电压可以调制石墨烯层的相对反射率可达约1%,对于精确地控制激光振荡器内部的载波包络偏移频率(CEO)绰绰有余。还可以实施额外掺杂石墨烯层(例如通过硝酸),以便增大通过石墨烯调制器的可用调制深度。可以结合P型掺杂以及n型掺杂。另外,可以结合多于一层的石墨烯层,以便优化损耗调制器的性能。还可以控制不同其它薄膜的厚度,以使石墨烯层内部的场强最大化或最小化,以便优化其作为损耗调制器的性能。
对于损耗调制器的其它设计也是可能的。例如,可以省略ITO电极,以及第二电极可以直接连至石墨烯层。可替换地,可以交换ITO电极和石墨烯层的位置。所述实施例不单独示出。
在另一实施例中,石墨烯层可以直接沉积到切割或抛光的光纤端,其优选保持在套箍中。电介质和金薄膜随后沉积在石墨烯上,取消了对单独基片(基底)的需要。通过所述结构,可以实现非常紧凑的设计。所述实施例没有单独示出,但是相似的装置在下文结合图2b和2c进行讨论。
图2b中示出了对于损耗调制器的另一可替换结构。在该结构中,损耗调制器通过使光线穿过基片210-b工作在反射。光线的方向由粗箭头表示。优选地,光线以一角度传播通过样本,以避免来自基片的不希望的Fabry-Perot(法布里-珀罗)谐振。基片210-b在激光的工作波长下还优选被抗反射涂层。光线传输(透射)通过电介质薄膜205-b并从合适的金属薄膜207-b反射。这里,基片可以是光纤端的切割或抛光的表面,并且各层可以直接沉积到光纤端。在这种情况,光以正入射穿过石墨烯层201-b。在所述实施例中不需要抗反射涂层。
在另一可替换的结构中,损耗调制器还可用于透射,如图2c所示。在本结构中,损耗调制器被设置成使光线穿过基片210-c,因此不需要金镜。在本示例中,损耗调制器还包括透明电极208-c、电介质205-c和石墨烯层201-c。光传播的方向通过箭头表示。为避免不希望的表面反射,损耗调制器的外表面可以被抗反射涂层并且光传播通过装置可以按Brewster角度或偏离正入射进行。如图2b所示,所述结构也可直接沉积到光纤表面,从而不需要基片。所述损耗调制器在集成的光纤环形腔的设计中尤其有用。
图2a-2c所示的所有的结构还可包含额外的薄膜,以进一步改进系统的性能。允许结合如图2c所示结构的合适的环形激光器设计例如披露于‘677,因此在此不作进一步的描述。
在图2a-2c所示的所有结构中,损耗调制器功能还可结合可饱和损耗,以便使装置用作可饱和吸收器。对于图1,图2a所示的装置因此可用在腔的一端上,消除了对单独可饱和吸收器镜的需要。例如,基于石墨烯的可饱和吸收器的通常饱和强度在大约50-300MW/cm2,这对于在被动锁模光纤激光器中用作可饱和吸收器是理想的。另外,基于石墨烯的可饱和吸收器的可饱和吸收器弛豫时间可短至10fs,其中二次时间常数为大约1ps,还有一些更长的时间常数。石墨烯的非常短的弛豫时间因此也消除了需要非线性偏振演化以便在被动锁模光纤激光器中产生非常短的脉冲。
如上文所述,如图2a-2c的示例中所示的多材料装置可用作腔内光学元件用于损耗调制和/或光学路径长度调制。所述装置可用作可饱和吸收器用于被动锁模并且可被连接至光纤以便形成非常紧凑的激光源。此外,在一些实施例中,可采用主动锁模结构,例如通过损耗调制,其中石墨烯层在一重复率与激光腔往返时间精确同步,这种实施方式是本领域技术人员易于理解的。所述结构通过外部源提供锁模操作的控制,并且是以紧凑的结构。
图3示出了结合基于石墨烯的可饱和吸收器和损耗调制器的锁模光纤激光器300的示例性设计。所述设计类似于图1所示的设计,不过,去除了单独的可饱和吸收器镜,而替换上结合图2a-2c所讨论的损耗调制器/可饱和吸收器元件LMSA。LMSA位于第二腔端。位于第一腔端的镜还被安装在压电转换器上,以便能够实现快速腔长度控制。腔内透镜聚焦到平面镜上。通过耦合器C2取得激光器的输出,所述耦合器C2通常包括分束比在1:9和9:1之间的耦合器。另外,可以结合偏振保持部件和腔内偏振器,以使激光器的输出中的偏振波动最小化。
图4示出了GHz重复率锁模激光器400的一个示例性设计,所述锁模激光器400具有基于石墨烯的可饱和吸收器并且还被设置成用于超连续谱产生。示出了Fabry-Perot腔设计,尽管环形腔设计或其它腔结构也是可能的。所述腔从基于石墨烯的可饱和吸收器(SA)延伸到光纤连接器的中心。光纤连接器包括直接涂覆到光纤套箍的一端的分色镜,以便使泵浦光通过并部分传输信号光。Tm光纤激光器、Er或Yb光纤激光器或任何其它掺杂的光纤材料可用于提供增益。泵浦通过波分复用耦合器C1被引向谐振腔。腔内的色散通过使用例如负色散增益光纤结合正色散未掺杂光纤而受限。在Tm或Yb光纤的情况,可获得大于1dB/cm(即若干dB/cm)的增益值,因此短至1cm和更短的腔长度可被实施,使得重复率>10GHz。另外,如果允许产生长于100fs到可达到ps级范围的脉冲,可以取消色散补偿光纤。对于所述短腔长度,不需要偏振控制,尽管也可以使用偏振保持光纤。
利用图2b所示的设计,可饱和吸收器镜优选被直接沉积到内腔光纤的一端,其中在本示例中,基底是光纤,而光在正入射情况下穿过石墨烯吸收器。
为了产生连续谱,光纤激光器的输出被引入超连续谱光纤,所述超连续谱光纤优选被设计成在振荡器的发射波长具有近零或稍负色散。当使用Tm光纤振荡器时,可以实施基于例如氟化物、亚碲酸盐或硫属化物玻璃的超连续谱光纤,以产生1,000-10,000nm的光谱辐射。超连续谱光纤内的锥体还可用于使光谱范围最大化。还可在超连续谱光纤的上游插入额外的脉冲压缩、脉冲展宽和放大器级。除了超连续谱光纤外,高度非线性波导也可用于超连续谱产生。图4所示的光纤激光装置可以在低成本下容易地大量生产并且对于中红外产生可能是有吸引力的源。当使用Yb光纤而非Tm光纤时,可以构造覆盖可见和近IR光谱范围的有吸引力的超连续谱源。
作为对在光纤中超连续谱产生的替换,还可采用在高度非线性波导中的超连续谱产生。通过在超连续谱产生后添加差频级可进一步增大源的光谱范围。通过在高度非线性光纤或波导中采用拉曼(Raman)或自频移可进一步增大光谱区域中的光谱功率密度。所述实施例没有单独示出。
图4所示的激光器还允许在实施额外的腔长度控制时操作频率梳。例如,所述腔长度控制可通过连接至光纤的压电转换器实施,其中通过泵浦功率控制、或通过控制横跨基于石墨烯的可饱和吸收器的场或其组合进行额外的载波相位控制。额外的电子反馈回路还可用于与f-2f干涉仪结合,以便将频率梳的重复率锁定至外部无线电频率参考信号或锁定至光学频率标准并且还将CEO频率锁定至外部无线电频率信号。所述方案在本领域是公知的,并且例如披露于‘897以及美国专利7,809,222:Hartl等人的Laser based frequency standards and their applications,因此在此不作进一步讨论。
在一些结构中,通过利用由电介质或石墨烯内部所施加的电场引起的折射率的变化,如图2b所示的装置也可用于腔长度控制。对于快速长度控制,可去除石墨烯层。利用基于石墨烯的可饱和吸收器在腔的一端上和腔长度调制器在腔的另一端上,紧凑的频率梳激光器的另一变形是可能的。所述实施例没有单独示出。为了简化腔长度控制,所述非常紧凑的光纤腔还可被精确温度控制,使得用于控制重复率的电介质中所需的折射率变化最小化。
图3所示的系统还允许构造快速可调谐频率合成器。这里,位于第一腔端的腔端镜允许使用压电致动器,所述压电致动器改变激光的重复率。通过将外部单频激光器锁定至一个单独的梳状线,可以构造快速可调谐频率合成器。所述系统披露于美国专利申请No.12/955,759(‘759),发明名称为“Frequency combsource with large comb spacing”,申请日为2010年11月29日,因此在此不作进一步描述。‘759申请的内容在此以其全文形式被结合入本文作为引用。
结合图4所讨论的具有大梳间距的频率梳激光器与传统的光谱元件结合还可实施于高分辨率光谱学应用。在所述应用中,在通过一个光栅光谱仪和本领域公知的虚像相位阵列(VIPA)在一维或两维被色散之前,脉冲源的输出通过测试中的样本,例如气室。通过足够的梳间距,各梳状线随后可在一个维度或两个维度被分解并分别被成像到一维或二维检测器阵列上。因此可实现检测器的光学分辨率为约1-10GHz每像素。基于所述方案的超高分辨率光谱仪也披露于‘759中,因此在此不作进一步描述。
具有大梳间距的光纤频率梳激光器的另一个有吸引力的应用是作为低相位噪声微波源。这里,梳激光器的输出通过检测器进行检测并在激光重复率或其谐波之一转换成无线电频率信号。腔内损耗调制器在此可用于通过连接至损耗调制器的电子反馈回路稳定光纤梳激光器的输出功率,从而使激光器的振幅波动最小化并且使微波源的相位噪声最小化。由于通过腔内损耗调制的大的可能的调制带宽,与本领域通常所用的泵浦功率控制相比,通过内部损耗调制器的振幅噪声最小化可能更加有效。优选地,对于10GHz微波参考,采用具有10GHz梳间距的光学梳激光,其中约1GHz或更大是合适的。低相位噪声参考的其它细节在‘759中被讨论,因此在此不作进一步描述。本文所述的腔内损耗调制器可用于抑制和增强被动锁模激光器中的Q-开关(调Q)不稳定性。通过电子反馈控制的抑制/增强调Q披露于T.R.Schibli等人的“Control of Q-switching instabilities in passivelymode-locked lasers,Optical Society of America,TOPS vol.68Advanced Solid StateLasers,pp.498(2002)”、T.R.Schibli,U.Morgner和F.X.的“Control ofQ-switched mode locking by active feedback”,Opt.Lett.26,148-150(2001)和Kaertner等人的美国专利6,819,690。输出功率的一部分被检测到,并且作用于损耗调制器的控制回路将输出功率稳定至给定值。如上述公开文献所述,对于成功的Q-开关(调Q)抑制,反馈控制回路的带宽需要显著超过激光器弛豫振荡频率。
在一个或多个实施例中,通过在希望的调制频率调制激光腔的腔损耗,可进一步引起弛豫振荡或低噪声调Q的增强。所述激光腔可包含可饱和吸收器以利于产生短光学脉冲。例如,低噪声调Q激光器可包含固态微芯片增益介质,其中电介质镜位于Fabry-Perot(法布里-珀罗)腔的一侧上,而基于石墨烯的调制器和可饱和吸收器镜位于另一腔侧上。可饱和吸收器和石墨烯调制器也可被组合成单个元件。在某些优选的实施例中,所有的光学元件以集成结构可以彼此连接,以便有利于紧凑的系统结构。可以结合光学粘接材料或直接涂层以便于所述连接。
具有大梳间距的频率梳激光器还可用于天体摄谱仪的校准,其中一般寻求梳间距(梳间隔)>10GHz。根据应用要求,梳的光谱带宽可以在可见或近红外光谱区域的任何地方。如果要求可见光谱输出,可以利用通过采用适当的倍频、三倍频或四倍频晶体所讨论的频率梳源。结合图4,所述频率上转换晶体可以例如被插在超连续谱光纤的输出之后。利用频率梳的光学摄谱仪的校准的一些原理披露于S.Osterman,S.Diddams,M.Beasley,C.Froning,L.Hollberg,P.MacQueen,V.Mbele,和A.Weiner的”A proposed laser frequency comb-based wavelength referencefor high resolution spectroscopy”,Proc.SPIE6693,66931G(2007)。具体地说,对于天文望远镜校准,频率梳必须在f0和frep对GPS可驯微波时钟(例如GPS可驯铷钟)被稳定。如果需要,可以通过在非线性转换器之前和/或之后的滤波腔进一步增大梳间距。
因此,本发明已经在若干个实施例中被描述。应当理解,实施例并不相互排斥,并且结合一个实施例描述的元件可以按合适的方式与其它实施例组合或者从其它实施例中去除,以实现希望的设计目的。
至少一个实施例包括产生输出的激光器。所述激光器包括激光腔,所述激光腔包括固态或光纤增益介质和用于光学泵浦增益介质的泵浦源。增益介质与泵浦源结合,在激光腔中产生腔内光束。腔内光学元件被设置在增益介质的外部。光学元件被设置成调制激光腔的损耗、腔的光学路径长度或两者。腔内光学元件包括可操作地连接至电源的至少一层的材料。腔损耗和/或光学路径长度调制通过由所述源产生并施加至材料的电场引起。所述至少一层的材料被设置在电极之间,并且腔内光束被设置成通过电极中的至少一个。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可包括多材料集成结构。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成通过控制施加到材料的电场来调制激光腔的光学路径长度。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成调制激光腔的损耗和光学路径长度。
在任一或所有的实施例中,所述材料可包括电介质层。
在任一或所有的实施例中,所述材料可包括半导体层。
在任一或所有的实施例中,所述材料可包括半导体和电介质层。
在任一或所有的实施例中,所述材料可包括电介质层和至少一层的石墨烯(层)。
在任一或所有的实施例中,所述材料可包括电介质层和多于一层的石墨烯(层)。
在任一或所有的实施例中,石墨烯层可被设置为电极中的一个的至少一部分。
在任一或所有的实施例中,激光腔可被设置成通过光学锁模产生光学脉冲。
在任一或所有的实施例中,激光腔可被设置成主动或被动锁模。
在任一或所有的实施例中,激光腔可包括可饱和吸收器以引起锁模。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成用作可饱和吸收器。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成抑制激光腔内的弛豫振荡。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成增强激光腔中的弛豫振荡。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成稳定激光腔的输出功率。
在任一或所有的实施例中,光纤增益介质可包括:Nd、Yb、Bi、Er、Er/Yb、Tm、Tm/Ho或Yb/Tm掺杂的光纤。
在任一或所有的实施例中,光纤增益介质可包括稀土或过渡金属掺杂的光纤。
在任一或所有的实施例中,激光腔可被设置为光学频率梳激光器的一部分,所述频率梳激光器产生短光学脉冲串,所述频率梳激光器还通过脉冲重复率和载波包络偏移频率被表征。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件还可被设置成调制频率梳激光器的载波包络偏移频率。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成调制频率梳激光器的重复率。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成调制频率梳激光器的载波包络偏移频率和重复率。
在任一或所有的实施例中,光学脉冲可被引向高度非线性光纤或波导用于超连续谱产生。
在任一或所有的实施例中,高度非线性光纤或波导的输出可被引向至少一个晶体,所述晶体被设置成用于频率上转换或频率下转换。
在任一或所有的实施例中,频率下转换过程可包括差频混合。
在任一或所有的实施例中,光学脉冲可被引向高度非线性光纤或波导用于光学脉冲的频率下转换或频率上转换。
至少一个实施例包括激光器,所述激光器具有增益介质和腔内光学元件,所述腔内光学元件包括具有包括薄膜层的电可控作用区的多材料集成结构。所述腔内光学元件能够调制腔的损耗和/或光学路径长度,来响应施加至作用区的至少一部分的电信号。
在任一或所有的实施例中,多材料集成结构可包括具有导电、电介质和/或半导体材料的多个层。
在任一或所有的实施例中,腔内元件可工作在反射。
在任一或所有的实施例中,腔内元件可工作在透射。
在任一或所有的实施例中,腔内元件可被连接至光纤。
在任一或所有的实施例中,薄膜层可被设置在两个电极之间,每个电极连接至提供电信号的信号源。
在任一或所有的实施例中,薄膜层可包括石墨烯,并且电极可包括石墨烯的至少一部分。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置为可饱和吸收器。
在任一或所有的实施例中,激光器可被设置成用于主动锁模,并且腔内光学元件可被设置成在与激光腔往返时间同步的重复率提供损耗调制。
在任一或所有的实施例中,增益介质可能是固态或光纤增益介质,并且腔内光学元件可能在增益介质的外部。
在任一或所有的实施例中,增益介质可包括固态或光纤增益介质,并且腔内光学元件可被连接或光学结合至增益介质。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成引起激光腔内的调Q。
在任一或所有的实施例中,腔内光学元件可被设置成稳定激光腔内的调Q。
为了总结本发明,本文描述了本发明的某些方面、优点和新颖性特征。不过,应当理解,根据任一具体实施例并不必然实现所有的所述优点。因此,本发明可以按实现一个或多个优点的方式被体现或实施,而不必然实现本文所披露或建议的其它优点。
因此,尽管本文仅具体描述了某些实施例,但显而易见,在不偏离本发明的精神和范围的情况下可对其进行多种修改。应当理解,所述装置并不互相排斥。在不同的实施例之间可以按合适的方式组合元件,以实现希望的设计目的。此外,首字母缩略词仅用于增强说明书和权利要求书的可读性。应当指出,这些首字母缩略词并不旨在缩小所用术语的概括性,并且它们不应被理解成将权利要求书的范围限制于本文所述的实施例。
Claims (40)
1.一种产生输出的激光器,所述激光器包括:
激光腔,所述激光腔包括固态或光纤增益介质;
泵浦源,所述泵浦源用于光学泵浦所述增益介质,其中所述增益介质结合所述泵浦源在所述激光腔内产生腔内光束;和
腔内光学元件,所述腔内光学元件被设置在所述增益介质的外部,所述光学元件被设置成调制所述激光腔的损耗、所述激光腔的光学路径长度或两者;所述光学元件包括可操作地连接至电源的至少一层的材料,所述腔损耗和/或光学路径长度调制通过由所述源产生和施加至所述材料的电场引起,其中所述至少一层的材料被设置在电极之间,并且腔内光束被设置成通过所述电极中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的激光器,其中所述光学元件包括多材料集成结构。
3.根据权利要求1所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成通过控制施加至所述材料的电场来调制所述激光腔的光学路径长度。
4.根据权利要求1所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成调制所述激光腔的损耗和光学路径长度。
5.根据权利要求1所述的激光器,所述材料包括电介质层。
6.根据权利要求1所述的激光器,所述材料包括半导体层。
7.根据权利要求1所述的激光器,所述材料包括半导体和电介质层。
8.根据权利要求1所述的激光器,所述材料包括电介质层和至少一层的石墨烯。
9.根据权利要求1所述的激光器,所述材料包括电介质层和至少多于一层的石墨烯。
10.根据权利要求1所述的激光器,其中石墨烯层被设置为所述电极中的一个的至少一部分。
11.根据权利要求1所述的激光器,所述激光腔还被设置成通过光学锁模产生光学脉冲。
12.根据权利要求1所述的激光器,其中所述激光腔被设置成用于主动或被动锁模。
13.根据权利要求1所述的激光器,所述激光腔还包括可饱和吸收器以引起锁模。
14.根据权利要求1所述的激光器,所述腔内光学元件还被设置成用作可饱和吸收器。
15.根据权利要求1所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成抑制所述激光腔内的弛豫振荡。
16.根据权利要求1所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成增强所述激光腔内的弛豫振荡。
17.根据权利要求1所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成稳定所述激光腔的输出功率。
18.根据权利要求1所述的激光器,所述光纤增益介质包括:Nd、Yb、Bi、Er、Er/Yb、Tm、Tm/Ho或Yb/Tm掺杂的光纤。
19.根据权利要求1所述的激光器,所述光纤增益介质包括稀土或过渡金属掺杂的光纤。
20.根据权利要求1所述的激光器,其中所述激光腔被设置为光学频率梳激光器的一部分,所述频率梳激光器产生短光学脉冲串,所述频率梳激光器还通过脉冲重复率和载波包络偏移频率被表征。
21.根据权利要求20所述的激光器,其中所述腔内光学元件还被设置成调制所述频率梳激光器的载波包络偏移频率。
22.根据权利要求20所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成调制所述频率梳激光器的重复率。
23.根据权利要求20所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成调制所述频率梳激光器的载波包络偏移频率和重复率。
24.根据权利要求20所述的激光器,所述光学脉冲被引向高度非线性光纤或波导用于超连续谱产生。
25.根据权利要求24所述的激光器,其中所述高度非线性光纤或波导的输出被引向被设置成用于频率上转换或频率下转换的至少一个晶体。
26.根据权利要求25所述的激光器,所述频率下转换过程包括差频混合。
27.根据权利要求20所述的激光器,所述光学脉冲被引向高度非线性光纤或波导用于所述光学脉冲的频率下转换或频率上转换。
28.一种激光器,包括:
增益介质;和
腔内光学元件,所述腔内光学元件包括多材料集成结构,所述多材料集成结构具有包括薄膜层的电可控作用区,所述腔内光学元件能够调制腔的损耗和/或光学路径长度,来响应施加至所述作用区的至少一部分的电信号。
29.根据权利要求28所述的激光器,其中所述多材料集成结构包括具有导电、电介质和/或半导体材料的多个层。
30.根据权利要求28所述的激光器,其中所述腔内元件工作在反射。
31.根据权利要求28所述的激光器,其中所述腔内元件工作在透射。
32.根据权利要求28所述的激光器,其中所述腔内元件被连接至光纤。
33.根据权利要求28所述的激光器,其中所述薄膜层被设置在两个电极之间,每个电极连接至提供所述电信号的信号源。
34.根据权利要求33所述的激光器,其中所述薄膜层包括石墨烯,并且其中所述电极包括所述石墨烯的至少一部分。
35.根据权利要求28所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置为可饱和吸收器。
36.根据权利要求28所述的激光器,其中所述激光器被设置成用于主动锁模,并且所述腔内光学元件被设置成在与激光腔往返时间同步的重复率提供损耗调制。
37.根据权利要求28所述的激光器,其中,所述增益介质包括固态或光纤增益介质,并且所述腔内光学元件位于所述增益介质的外部。
38.根据权利要求28所述的激光器,其中所述增益介质是固态或光纤增益介质,并且所述腔内光学元件被连接或光学连接至所述增益介质。
39.根据权利要求28所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成引起所述激光腔内的调Q。
40.根据权利要求28所述的激光器,其中所述腔内光学元件被设置成稳定所述激光腔内的调Q。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161490991P | 2011-05-27 | 2011-05-27 | |
US61/490,991 | 2011-05-27 | ||
PCT/US2012/039509 WO2012166572A1 (en) | 2011-05-27 | 2012-05-25 | Compact optical frequency comb systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103563189A true CN103563189A (zh) | 2014-02-05 |
Family
ID=47259776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280024324.8A Pending CN103563189A (zh) | 2011-05-27 | 2012-05-25 | 紧凑的光学频率梳系统 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8792525B2 (zh) |
JP (1) | JP6290077B2 (zh) |
CN (1) | CN103563189A (zh) |
DE (1) | DE112012002271T5 (zh) |
WO (1) | WO2012166572A1 (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104218443A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-17 | 鲍小志 | 基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件及其制备方法 |
WO2017070997A1 (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 南京巨鲨显示科技有限公司 | 高速三维显微成像系统及方法 |
CN108429123A (zh) * | 2017-02-13 | 2018-08-21 | 马克斯-普朗克科学促进学会 | 利用时间塔尔博特效应产生激光脉冲和光谱 |
US10381395B2 (en) | 2013-12-24 | 2019-08-13 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Light control device with stacked light control layers |
CN110168822A (zh) * | 2017-01-05 | 2019-08-23 | Ipg光子公司 | 具有载波包络偏移频率检测的光学频率梳发生器 |
US10598966B2 (en) | 2013-10-24 | 2020-03-24 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Light control device, imaging element, and imaging device, and light transmittance control method for light control device |
CN111180990A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-19 | 华东师范大学重庆研究院 | 一种光学频率梳自动锁模控制方法及控制系统 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8571075B2 (en) | 2010-11-29 | 2013-10-29 | Imra America, Inc. | Frequency comb source with large comb spacing |
US9772305B2 (en) * | 2011-09-15 | 2017-09-26 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | System and method for small molecule detection |
CN102545022A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 上海交通大学 | 一种宽波段石墨烯可饱和吸收镜 |
WO2013165945A1 (en) | 2012-05-01 | 2013-11-07 | Imra America, Inc. | Optical frequency ruler |
JP6119121B2 (ja) * | 2012-06-14 | 2017-04-26 | ソニー株式会社 | 調光器、撮像素子および表示装置 |
US8818160B2 (en) | 2013-01-18 | 2014-08-26 | Np Photonics, Inc. | IR supercontinuum source using low-loss heavy metal oxide glasses |
US8805133B1 (en) * | 2013-01-18 | 2014-08-12 | Np Photonics, Inc. | Low-loss UV to mid IR optical tellurium oxide glass and fiber for linear, non-linear and active devices |
WO2014149255A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Imra America, Inc. | Trace gas detection system |
US9680287B2 (en) * | 2013-10-01 | 2017-06-13 | Université De Neuchâtel | Opto-optical modulation of a saturable absorber for high bandwidth CEO stabilization of a femtosecond laser frequency comb |
WO2015073257A1 (en) | 2013-11-12 | 2015-05-21 | Imra America, Inc. | Compact fiber short pulse laser sources |
CN103676130B (zh) * | 2013-12-18 | 2016-09-21 | 清华大学 | 显微成像系统 |
CN106415949B (zh) * | 2014-04-01 | 2020-03-20 | Ipg光子公司 | 法向入射安装多晶tm:ii-vi族材料的中红外克尔透镜锁模激光器和控制多晶tm:ii-vi族克尔透镜锁模激光器参数的方法 |
US9557625B2 (en) | 2014-05-20 | 2017-01-31 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | Fiber frequency comb article |
CN104184037B (zh) * | 2014-07-28 | 2017-09-22 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 全保偏主动跟踪型光纤光梳光源 |
JP2017528925A (ja) * | 2014-09-22 | 2017-09-28 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | 低キャリア位相ノイズファイバ発振器 |
CN104807545B (zh) * | 2015-04-17 | 2017-06-16 | 天津大学 | 时空协同高精度的光谱测量装置及方法 |
WO2017024046A2 (en) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Spectrasensors, Inc. | Reconstruction of frequency registration deviations for quantitative spectroscopy |
US11953427B2 (en) * | 2015-08-03 | 2024-04-09 | Endress+Hauser Optical Analysis, Inc. | Reconstruction of frequency registration for quantitative spectroscopy |
US10097281B1 (en) | 2015-11-18 | 2018-10-09 | Hypres, Inc. | System and method for cryogenic optoelectronic data link |
US9977311B2 (en) * | 2016-03-14 | 2018-05-22 | AOSense, Inc. | Optical comb carrier envelope frequency control using a rotating waveplate frequency shifter |
JP6729878B2 (ja) | 2016-04-05 | 2020-07-29 | ウシオ電機株式会社 | 多光子励起用スーパーコンティニウム光生成光源、多光子励起用スーパーコンティニウム光生成方法、多光子励起蛍光顕微鏡及び多光子励起方法 |
US10816828B2 (en) | 2016-11-02 | 2020-10-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multi-stack graphene structure and device including the same |
JP6369528B2 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-08-08 | ソニー株式会社 | 調光器、撮像素子および表示装置 |
US9891500B1 (en) | 2017-01-05 | 2018-02-13 | City University Of Hong Kong | Systems and methods for optical frequency comb generation using a microring resonator |
US10224688B2 (en) | 2017-05-31 | 2019-03-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical dual-comb source apparatuses including optical microresonator |
US11462881B2 (en) | 2017-06-06 | 2022-10-04 | Vescent Photonics LLC | Method and device for altering repetition rate in a mode-locked laser |
WO2019005824A1 (en) | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Imra America, Inc. | PRECISION FREQUENCY COMBINED |
WO2019053487A1 (en) | 2017-09-12 | 2019-03-21 | Université De Neuchâtel | LASER OR STABILIZED OPTICAL AMPLIFIER AND METHOD OF STABILIZATION |
JP7149618B2 (ja) * | 2020-03-27 | 2022-10-07 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 可飽和吸収体およびレーザ発振器 |
US12107380B1 (en) * | 2023-10-03 | 2024-10-01 | Vector Atomic, Inc. | Controlling soliton self-frequency shift |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7313291B2 (en) * | 2002-04-26 | 2007-12-25 | Nokia Corporation | Optical modulator |
US20100265972A1 (en) * | 2005-10-17 | 2010-10-21 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
US20110019700A1 (en) * | 2009-07-24 | 2011-01-27 | Advalue Photonics, Inc. | Mode-locked two micron fiber lasers |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5440573A (en) | 1994-03-22 | 1995-08-08 | Imra America, Inc. | Method and apparatus for controlling laser emmision wavelength using non-linear effects |
US5796761A (en) | 1996-09-11 | 1998-08-18 | Trw Inc. | High efficiency solid state raman laser system |
SE9702175D0 (sv) * | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Geotronics Ab | A laser |
US6252892B1 (en) | 1998-09-08 | 2001-06-26 | Imra America, Inc. | Resonant fabry-perot semiconductor saturable absorbers and two photon absorption power limiters |
DE19911103B4 (de) | 1999-03-12 | 2005-06-16 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Erzeugung stabilisierter, ultrakurzer Lichtpulse und deren Anwendung zur Synthese optischer Frequenzen |
DE19962047A1 (de) | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Univ Karlsruhe | Vorrichtung zur Stabilisierung der Dynamik von Laser-Systemen |
US7190705B2 (en) | 2000-05-23 | 2007-03-13 | Imra America. Inc. | Pulsed laser sources |
JP5017765B2 (ja) | 2004-03-30 | 2012-09-05 | 日本電気株式会社 | 光変調器とその製造方法並びに変調光学系とこれを用いた光インターコネクト装置並びに光通信装置 |
JP2005322864A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Shinji Yamashita | 短パルス光源 |
US20060114946A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-01 | Yunlong Sun | Nonlinear crystal modifications for durable high-power laser wavelength conversion |
US20060222024A1 (en) * | 2005-03-15 | 2006-10-05 | Gray Allen L | Mode-locked semiconductor lasers with quantum-confined active region |
GB0523522D0 (en) * | 2005-11-18 | 2005-12-28 | Sosabowski Jeremy | Optical comb frequency source |
US8120778B2 (en) | 2009-03-06 | 2012-02-21 | Imra America, Inc. | Optical scanning and imaging systems based on dual pulsed laser systems |
US8571075B2 (en) | 2010-11-29 | 2013-10-29 | Imra America, Inc. | Frequency comb source with large comb spacing |
US20080192780A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Fei Luo | Q-switched all-fibre laser |
CN101765927A (zh) | 2007-04-04 | 2010-06-30 | 新加坡科技研究局 | 光线发射器件结构及其制造方法 |
US7593606B2 (en) * | 2007-07-30 | 2009-09-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optical modulator including waveguide grating structure and multiple quantum well layer |
FR2920538B1 (fr) * | 2007-09-04 | 2009-11-20 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif de detection heterodyne pour l'imagerie d'un objet par retroinjection |
US8194709B2 (en) * | 2008-06-11 | 2012-06-05 | Massachusetts Institute Of Technology | High-repetition-rate guided-mode femtosecond laser |
EP2374034A1 (en) * | 2008-12-04 | 2011-10-12 | Imra America, Inc. | Highly rare-earth-doped optical fibers for fiber lasers and amplifiers |
US8488639B1 (en) * | 2009-02-04 | 2013-07-16 | Stc.Unm | Systems and methods having a frequency comb |
CN102439802B (zh) * | 2009-04-13 | 2014-02-26 | 新加坡国立大学 | 基于石墨烯的可饱和吸收体器件和方法 |
US20110006837A1 (en) | 2009-06-02 | 2011-01-13 | Feng Wang | Graphene Device, Method of Investigating Graphene, and Method of Operating Graphene Device |
US8279900B2 (en) * | 2009-07-24 | 2012-10-02 | Advalue Photonics, Inc. | Mode-locked two-micron fiber lasers |
US8554022B1 (en) * | 2009-12-21 | 2013-10-08 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Silicon-graphene waveguide photodetectors, optically active elements and microelectromechanical devices |
US8705983B2 (en) | 2011-03-25 | 2014-04-22 | Emcore Corporation | Radio frequency optical communication system |
-
2012
- 2012-05-25 WO PCT/US2012/039509 patent/WO2012166572A1/en active Application Filing
- 2012-05-25 JP JP2014512131A patent/JP6290077B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-05-25 DE DE112012002271.8T patent/DE112012002271T5/de not_active Withdrawn
- 2012-05-25 US US13/481,211 patent/US8792525B2/en active Active
- 2012-05-25 CN CN201280024324.8A patent/CN103563189A/zh active Pending
-
2014
- 2014-07-08 US US14/325,721 patent/US9787051B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7313291B2 (en) * | 2002-04-26 | 2007-12-25 | Nokia Corporation | Optical modulator |
US20100265972A1 (en) * | 2005-10-17 | 2010-10-21 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
US20110019700A1 (en) * | 2009-07-24 | 2011-01-27 | Advalue Photonics, Inc. | Mode-locked two micron fiber lasers |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10598966B2 (en) | 2013-10-24 | 2020-03-24 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Light control device, imaging element, and imaging device, and light transmittance control method for light control device |
US10895763B2 (en) | 2013-10-24 | 2021-01-19 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Light control device, imaging element, and imaging device, and light transmittance control method for light control device |
US10381395B2 (en) | 2013-12-24 | 2019-08-13 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Light control device with stacked light control layers |
CN104218443A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-17 | 鲍小志 | 基于二维层状材料的实用化可饱和吸收器件及其制备方法 |
WO2017070997A1 (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 南京巨鲨显示科技有限公司 | 高速三维显微成像系统及方法 |
CN110168822A (zh) * | 2017-01-05 | 2019-08-23 | Ipg光子公司 | 具有载波包络偏移频率检测的光学频率梳发生器 |
CN108429123A (zh) * | 2017-02-13 | 2018-08-21 | 马克斯-普朗克科学促进学会 | 利用时间塔尔博特效应产生激光脉冲和光谱 |
CN108429123B (zh) * | 2017-02-13 | 2021-03-12 | 马克斯-普朗克科学促进学会 | 利用时间塔尔博特效应产生激光脉冲和光谱 |
CN111180990A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-19 | 华东师范大学重庆研究院 | 一种光学频率梳自动锁模控制方法及控制系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112012002271T5 (de) | 2014-03-13 |
JP6290077B2 (ja) | 2018-03-07 |
JP2014519205A (ja) | 2014-08-07 |
US9787051B2 (en) | 2017-10-10 |
WO2012166572A1 (en) | 2012-12-06 |
US8792525B2 (en) | 2014-07-29 |
US20140321483A1 (en) | 2014-10-30 |
US20120327959A1 (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103563189A (zh) | 紧凑的光学频率梳系统 | |
US10014653B2 (en) | Laser based frequency standards and their applications | |
EP2526592B1 (en) | Broadly tunable optical parametric oscillator | |
US20030118060A1 (en) | Pulse-generating laser | |
Li et al. | Graphene actively Q-switched lasers | |
US8462424B2 (en) | Optical apparatus | |
KR102487511B1 (ko) | 다결정 매질에서의 무작위 위상 정합에 기초한 광학 파라메트릭 장치 | |
Vengelis et al. | Characteristics of optical parametric oscillators synchronously pumped by second harmonic of femtosecond Yb: KGW laser | |
Kärtner et al. | Integrated rare-Earth doped mode-locked lasers on a CMOS platform | |
Wang et al. | Full spectral coverage generation for calibration of astronomical telescope spectrographs | |
CN115459041A (zh) | 一种光学频率梳产生装置、应用系统及方法 | |
Sander | High repetition rate fiber and integrated waveguide femtosecond lasers | |
Zhu et al. | Widely Tunable Photonic Filter Based on Equivalent Chirped Four-Phase-Shifted Sampled Bragg Gratings | |
Bojęś et al. | Nonlinear frequency conversion of dissipative soliton resonance pulses using the second harmonic generation effect | |
Byun | Integrated high-repetition-rate femtosecond lasers at 1.55 [mu] m | |
Steinmeyer | New approaches to the generation and characterization of few-cycle laser pulses |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140205 |