CN108365505A - 一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，包括至少一个泵浦源，以及若干个第一单元；第一单元包括光纤环形器、第一展宽模块和波分复用器，光纤环形器的第一端用于接收外部输入的脉冲信号光，第二端与第一展宽模块的第一端相连；第一展宽模块的第二端与波分复用器的第一端相连；波分复用器的第二端与泵浦源的输出端相连；光纤环形器的第三端与相邻第一单元中的光纤环形器的第一端相连，最后一个第一单元中的光纤环形器的第三端作为脉冲信号光的输出端；若干个第一单元以级联的方式相互连接构成级联结构；本发明将对单个CFBG的色散量需求分布到若干个CFBG中叠加实现，通过对脉冲信号光进行放大以补偿器件损耗，可在无损耗的条件下无限增加展宽量。

Description

一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器
技术领域
本发明属于激光技术领域，更具体地，涉及一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器。
背景技术
啁啾脉冲放大器是放大超短(皮秒或飞秒)脉冲的一种常用器件，其原理是将超短脉冲先从时域展宽，放大最后再压缩回超短脉冲。由于展宽后的脉冲峰值功率大大降低，尤其适合使用在对峰值功率有限制的光纤放大器中。
啁啾光纤布拉格光栅(Chirped Fiber Bragg Grating，CFBG)是啁啾脉冲放大器中一种常用的脉冲展宽器，其特点是全光纤，体积小，可以根据系统需要设定不同的色散量(包括高阶色散)，可以设定光谱反射率与反射曲线，通常与光纤环形器一起使用，被广泛运用于光纤通信和传感器领域；其缺点是由于制作工艺的限制本身会产生较大的损耗，并额外引入光纤环形器的损耗；其另一个缺点是对脉冲的展宽量有限，无法实现基于CFBG的超大色散量脉冲展宽器。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，通过损耗补偿与级联结构的结合使用，使脉冲展宽器在无损耗的条件下，无限增加展宽量。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，包括至少一个泵浦源，以及若干个用于对脉冲信号光进行展宽并提供损耗补偿的第一单元；
第一单元包括光纤环形器、第一展宽模块和波分复用器，光纤环形器的第一端用于接收外部输入的或相邻第一单元输出的脉冲信号光，第二端与第一展宽模块的第一端相连；第一展宽模块的第二端与波分复用器的第一端相连；波分复用器的第二端与泵浦源的输出端相连；光纤环形器的第三端与相邻第一单元中的光纤环形器的第一端相连，最后一个第一单元中的光纤环形器的第三端作为脉冲信号光的输出端；若干个第一单元以级联的方式相互连接构成级联结构。
优选的，上述全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，工作时，脉冲信号光由光纤环形器的第一端进入第一单元，经光纤环形器的第二端传输至第一展宽模块；泵浦源产生的泵浦光通过波分复用器耦合到第一展宽模块中，第一展宽模块吸收泵浦光后产生粒子数反转，对接收到的脉冲信号光进行放大以补偿器件损耗；脉冲信号光得到第一展宽模块的色散量实现脉冲展宽并被第一展宽模块反射至光纤环形器的第二端，由光纤环形器第三端进入下一个第一单元；经过若干个级联的第一单元，脉冲信号光得到多个第一展宽模块的色散量，实现超大色散量的脉冲展宽。
优选的，上述全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其第一展宽模块包括被动光纤CFBG和掺稀土光纤，或者掺稀土光纤CFBG；各级第一单元选用相同或不同的第一展宽模块；
掺稀土光纤CFBG为采用掺稀土光纤材料制作的CFBG，用于对脉冲信号光进行放大以补偿器件损耗，并用于提供色散量对脉冲信号光进行展宽；
被动光纤CFBG的第一端与光纤环形器的第二端相连，第二端与掺稀土光纤的第一端相连，掺稀土光纤的第二端与波分复用器的第一端相连；
通过泵浦掺稀土光纤实现对脉冲信号光的放大，脉冲信号光由于被动光纤CFBG造成的损耗由在掺稀土光纤中产生的增益进行补偿；脉冲信号光得到被动光纤CFBG的色散量实现脉冲展宽。
优选的，上述全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，还包括若干个用于对脉冲信号光进行展宽的第二单元；
第二单元包括光纤环形器和第二展宽模块；光纤环形器的第一端与相邻的第一单元或第二单元中的光纤环形器的第一端相连，第二端与第二展宽模块相连，第三端与相邻的第一单元或第二单元中的光纤环形器的第一端相连。
优选的，上述全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其第二展宽模块为掺稀土光纤CFBG、被动光纤CFBG中的任一种，各级第二单元选用相同或不同的第二展宽模块。
优选的，上述全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，当泵浦源的数量与第一单元的数量相同时，第一单元中的波分复用器的第二端分别与泵浦源的输出端相连。
优选的，上述全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，当泵浦源的数量少于第一单元的数量时，第一单元还包括光纤分束器，光纤分束器的一端与泵浦源的输出端相连，另一端与部分或全部第一单元中的波分复用器的第二端相连；光纤分束器用于将泵浦源输出的泵浦光分为多路输出。
优选的，上述全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，泵浦源采用半导体激光二极管实现，其波长范围为掺稀土光纤CFBG或掺稀土光纤中所掺杂稀土元素的吸收波长。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明提供的一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，通过级联式的展宽器结构，将对单个CFBG的色散量需求分布到若干个CFBG中叠加实现，大大降低了对CFBG的制作工艺要求，提高了CFBG生产的可重现性和良率；
(2)本发明提供的一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，通过泵浦掺稀土光纤CFBG或与被动光纤CFBG相连的掺稀土光纤实现对脉冲信号光的放大，脉冲信号光由于CFBG器件的反射效率造成的损耗由产生的增益进行补偿；损耗补偿与级联结构的结合使用，使本发明提供的脉冲展宽器在无损耗的条件下，无限增加展宽量。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图；
图3是本发明实施例三提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图；
图4是本发明实施例四提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图；
图5是本发明实施例五提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图；
图6是本发明实施例六提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图；
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-光纤环形器，2-掺稀土光纤CFBG，3-波分复用器，4-泵浦源，5-被动光纤CFBG，6-掺稀土光纤，7-光纤分束器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本实施例所提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，包括至少一个泵浦源，以及若干个用于对脉冲信号光进行展宽并提供损耗补偿的第一单元，若干个第一单元以级联的方式相互连接构成级联结构；
第一单元包括光纤环形器、第一展宽模块和波分复用器，光纤环形器的第一端用于接收外部输入的或相邻第一单元输出的脉冲信号光，第二端与第一展宽模块的第一端相连；第一展宽模块的第二端与波分复用器的第一端相连；波分复用器的第二端与泵浦源的输出端相连；光纤环形器的第三端与相邻第一单元中的光纤环形器的第一端相连，最后一个第一单元中的光纤环形器的第三端作为脉冲信号光的输出端；
第一展宽模块采用被动光纤CFBG和掺稀土光纤，或者掺稀土光纤CFBG；各级第一单元可选用相同或不同的第一展宽模块。
下面通过具体实施例对本发明的结构和工作原理作进一步地详细说明。
实施例一
图1是本实施例所提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图，如图1所示，包括若干个以级联的方式连接的第一单元，以及与第一单元数量相当的泵浦源4，
第一单元包括光纤环形器1、掺稀土光纤CFBG 2和波分复用器3，第一个第一单元中的光纤环形器1的第一端用于接收脉冲信号光，第二端与掺稀土光纤CFBG 2的第一端相连，掺稀土光纤CFBG 2的第二端与波分复用器3的第一端相连，光纤环形器1的第三端与下一个第一单元中的光纤环形器1的第一端相连，最后一个第一单元的第三端作为脉冲信号光的输出端；各第一单元中波分复用器3的第二端分别与各泵浦源4的输出端相连；
掺稀土光纤CFBG 2是以掺稀土光纤为材料制作的CFBG，其作用有两个，一是将设定的色散量附加到脉冲信号光以实现对入射脉冲的展宽，并将展宽后的脉冲信号光反射至光纤环形器1；二是作为增益介质，通过泵浦以掺稀土光纤为材料制作的CFBG对脉冲信号光产生增益以补偿普通CFBG器件的高损耗。
泵浦源4用于产生泵浦光，优选采用半导体激光二极管，其波长范围为掺稀土光纤CFBG 2中掺杂稀土元素的吸收波长，功率一般小于1W，输出形式为单模光纤。
工作时，脉冲信号光由光纤环形器1的第一端进入第一单元，经光纤环形器1的第二端传输至掺稀土光纤CFBG 2；泵浦源4产生的泵浦光通过波分复用器3耦合到掺稀土光纤CFBG 2中，掺稀土光纤CFBG 2吸收泵浦光后产生粒子数反转，脉冲信号光在掺稀土光纤CFBG 2中放大，放大后的脉冲信号光得到掺稀土光纤CFBG 2的色散量实现脉冲展宽并被反射至光纤环形器1，由光纤环形器1第三端进入下一个第一单元；
通过泵浦掺稀土光纤CFBG 2实现对脉冲信号光的放大，脉冲信号光由于掺稀土光纤CFBG 2的反射效率造成的损耗由产生的增益进行补偿；经过若干个展宽单元，脉冲信号光得到若干个掺稀土光纤CFBG 2的色散量，突破传统的单个CFBG的色散量限制，实现超大色散量的脉冲展宽。本实施例通过级联式的展宽器结构，将对单个CFBG的色散量需求分布到若干个CFBG中叠加实现，大大降低了对CFBG的制作工艺要求，提高了CFBG生产的可重现性和良率；损耗补偿与级联结构的结合使用，使本实施例提供的脉冲展宽器在无损耗的条件下，无限增加展宽量。
实施例二
图2是本实施例所提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图，如图2所示，包括若干个以级联的方式连接的第一单元，以及与第一单元数量相当的泵浦源4，
第一单元包括光纤环形器1、被动光纤CFBG 5、掺稀土光纤6和波分复用器3，第一个第一单元中的光纤环形器1的第一端用于接收脉冲信号光，其第二端与被动光纤CFBG 5的第一端相连，被动光纤CFBG 5的第二端与掺稀土光纤6的第一端相连，掺稀土光纤6的第二端与波分复用器3的第一端相连，光纤环形器1的第三端与下一个第一单元中的光纤环形器1的第一端相连，最后一个第一单元的第三端作为脉冲信号光的输出端；各第一单元中波分复用器3的第二端分别与各泵浦源4的输出端相连；
本实施例与实施例一的区别在于，被动光纤CFBG 5仅用于提供色散及产生反射，不具备增益功能；掺稀土光纤6作为增益介质对脉冲信号光进行放大，补偿因被动光纤CFBG5产生的损耗。
工作时，脉冲信号光由光纤环形器1的第一端进入第一单元，经光纤环形器1的第二端、被动光纤CFBG 5传输至掺稀土光纤6；泵浦源4产生的泵浦光通过波分复用器3耦合到掺稀土光纤6中，掺稀土光纤6吸收泵浦光后产生粒子数反转，对接收的脉冲信号光进行放大；放大后的脉冲信号光被反射至被动光纤CFBG 5，在被动光纤CFBG 5中得到被动光纤CFBG5提供的色散量实现脉冲展宽并被反射至光纤环形器1，由光纤环形器1第三端进入下一个第一单元。
通过泵浦掺稀土光纤6实现对脉冲信号光的放大，脉冲信号光由于被动光纤CFBG5的反射效率造成的损耗由在掺稀土光纤6中产生的增益进行补偿；经过若干个展宽单元，脉冲信号光得到若干个被动光纤CFBG 5的色散量，突破传统的单个CFBG的色散量限制，实现超大色散量的脉冲展宽。
实施例三
图3是本实施例所提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图，如图3所示，包括泵浦源4、光纤分束器7和若干个以级联的方式连接的第一单元；
第一单元包括光纤环形器1、掺稀土光纤CFBG 2和波分复用器3，第一单元中的光纤环形器1的第一端用于接收脉冲信号光，其第二端与掺稀土光纤CFBG 2的第一端相连，掺稀土光纤CFBG 2的第二端与波分复用器3的第一端相连，光纤环形器1的第三端与下一个第一单元中的光纤环形器1的第一端相连，最后一个第一单元的第三端作为脉冲信号光的输出端；各第一单元中波分复用器3的第二端均与光纤分束器7的输出端相连，光纤分束器7的输入端与泵浦源4的输出端相连；
本实施例中若干个第一单元共用一个泵浦源4，光纤分束器7用于将泵浦源4输出的泵浦光分为若干路输入各第一单元，使掺稀土光纤CFBG 2产生增益以补偿器件损耗。实际应用中，泵浦源4的数量不作具体限定，用户可根据需求自行选择，当泵浦源4的数量少于第一单元的数量时，则需要光纤分束器7将泵浦光分路输出。
实施例四
图4是本实施例所提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图，如图4所示，包括泵浦源4、光纤分束器7和若干个以级联的方式连接的第一单元；
第一单元包括光纤环形器1、被动光纤CFBG 5、掺稀土光纤6和波分复用器3，第一个第一单元中的光纤环形器1的第一端用于接收脉冲信号光，其第二端与被动光纤CFBG 5的第一端相连，被动光纤CFBG 5的第二端与掺稀土光纤6的第一端相连，掺稀土光纤6的第二端与波分复用器3的第一端相连，光纤环形器1的第三端与下一个第一单元中的光纤环形器1的第一端相连，最后一个第一单元的第三端作为脉冲信号光的输出端；各第一单元中波分复用器3的第二端均与光纤分束器7的输出端相连，光纤分束器7的输入端与泵浦源4的输出端相连；
本实施例中若干个第一单元共用一个泵浦源4，光纤分束器7用于将泵浦源4输出的泵浦光分为若干路输入各第一单元，使掺稀土光纤CFBG 2产生增益以补偿器件损耗。
实施例五
图5是本实施例所提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图，如图5所示，包括若干个以级联方式连接的第一单元和第二单元，以及与第一单元相连的若干泵浦源4；
第一单元中的第一展宽模块可采用掺稀土光纤CFBG 2；或相连的被动光纤CFBG 5和掺稀土光纤6；各器件的连接关系与实施例一、实施例二相同，此处不再赘述。
第二单元包括光纤环形器1和第二展宽模块，光纤环形器1的第一端用于接收脉冲信号光，其第二端与第二展宽模块相连，第三端与下一个第一单元或第二单元中的光纤环形器1的第一端相连；
第二展宽模块可采用掺稀土光纤CFBG 2或被动光纤CFBG 5；各级第二单元可选用相同或不同的第二展宽模块；第一展宽模块和第二展宽模块均采用掺稀土光纤CFBG 2的结构如图5所示。
第二单元不具备损耗补偿作用，仅用于提供色散量对脉冲信号光进行展宽；第一单元除脉冲展宽外，还通过产生增益以补偿器件损耗；本实施例提供的脉冲展宽器由第一单元和第二单元以级联的方式组合而成，各级第一单元产生的增益应足以补偿脉冲信号光在各级第一单元和第二单元中产生的总损耗量；第一单元和第二单元的数量和组合方式不作具体限制，可根据用户需求自行选择。
实施例六
图6是本实施例所提供的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器的结构示意图，如图6所示，包括泵浦源4、光纤分束器7，以及若干个以级联的方式连接的第一单元和第二单元；
各第一单元中波分复用器3的第二端均与光纤分束器7的输出端相连，光纤分束器7的输入端与泵浦源4的输出端相连；
本实施例中的若干个第一单元共用一个泵浦源4，光纤分束器7用于将泵浦源4输出的泵浦光分为若干路输入各第一单元，使掺稀土光纤CFBG 2产生增益以补偿器件损耗。
本发明提供的一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，通过级联式的展宽器结构，将对单个CFBG的色散量需求分布到若干个CFBG中叠加实现，大大降低了对CFBG的制作工艺要求，提高了CFBG生产的可重现性和良率；通过泵浦掺稀土光纤CFBG或与被动光纤CFBG相连的掺稀土光纤实现对脉冲信号光的放大，脉冲信号光由于CFBG器件的反射效率造成的损耗由产生的增益进行补偿；损耗补偿与级联结构的结合使用，使本发明提供的脉冲展宽器在无损耗的条件下，无限增加展宽量。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，包括至少一个泵浦源，以及若干个用于对脉冲信号光进行展宽并提供损耗补偿的第一单元，若干个第一单元相互连接形成级联结构；
所述第一单元包括光纤环形器、第一展宽模块和波分复用器，所述光纤环形器的第一端用于接收外部输入的或相邻第一单元输出的脉冲信号光，第二端与第一展宽模块的第一端相连；所述第一展宽模块的第二端与波分复用器的第一端相连；所述波分复用器的第二端与泵浦源的输出端相连；光纤环形器的第三端与相邻第一单元中的光纤环形器的第一端相连，最后一个第一单元中的光纤环形器的第三端作为脉冲信号光的输出端。
2.如权利要求1所述的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，工作时，脉冲信号光由所述光纤环形器的第一端进入第一单元，经光纤环形器的第二端传输至所述第一展宽模块；所述泵浦源产生的泵浦光通过所述波分复用器耦合到第一展宽模块中，所述第一展宽模块吸收泵浦光后产生粒子数反转，对接收到的脉冲信号光进行放大以补偿器件损耗；脉冲信号光得到第一展宽模块的色散量实现脉冲展宽并被所述第一展宽模块反射至光纤环形器的第二端，由光纤环形器第三端进入下一个第一单元；经过若干个级联的第一单元，脉冲信号光得到多个第一展宽模块的色散量，实现超大色散量的脉冲展宽。
3.如权利要求2所述的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，所述第一展宽模块包括被动光纤CFBG和掺稀土光纤，或者掺稀土光纤CFBG；各级第一单元选用相同或不同的第一展宽模块；
所述掺稀土光纤CFBG为采用掺稀土光纤材料制作的CFBG，用于对脉冲信号光进行放大以补偿器件损耗，并用于提供色散量对脉冲信号光进行展宽；
所述被动光纤CFBG的第一端与光纤环形器的第二端相连，第二端与掺稀土光纤的第一端相连，所述掺稀土光纤的第二端与波分复用器的第一端相连；
通过泵浦所述掺稀土光纤实现对脉冲信号光的放大，脉冲信号光由于被动光纤CFBG造成的损耗由在掺稀土光纤中产生的增益进行补偿；脉冲信号光得到被动光纤CFBG的色散量实现脉冲展宽。
4.如权利要求1或3所述的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，还包括若干个用于对脉冲信号光进行展宽的第二单元；
所述第二单元包括光纤环形器和第二展宽模块；所述光纤环形器的第一端与相邻的第一单元或第二单元中的光纤环形器的第一端相连，第二端与第二展宽模块相连，第三端与相邻的第一单元或第二单元中的光纤环形器的第一端相连。
5.如权利要求4所述的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，所述第二展宽模块为掺稀土光纤CFBG、被动光纤CFBG中的任一种，各级第二单元选用相同或不同的第二展宽模块。
6.如权利要求3或5所述的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，当所述泵浦源的数量与第一单元的数量相同时，第一单元中的波分复用器的第二端分别与所述泵浦源的输出端相连。
7.如权利要求3或5所述的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，当所述泵浦源的数量少于第一单元的数量时，所述第一单元还包括光纤分束器，所述光纤分束器的一端与泵浦源的输出端相连，另一端与部分或全部第一单元中的波分复用器的第二端相连；所述光纤分束器用于将泵浦源输出的泵浦光分为多路输出。
8.如权利要求7所述的全光纤无损耗级联式脉冲展宽器，其特征在于，所述泵浦源采用半导体激光二极管实现，其波长范围为掺稀土光纤CFBG或掺稀土光纤中所掺杂稀土元素的吸收波长。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109799004A (zh) * 2019-04-11 2019-05-24 吉林大学 一种长距离光纤分布温度测量系统
CN112492415A (zh) * 2020-12-10 2021-03-12 中国人民解放军陆军工程大学 一种使用光环行器分叉的单纤无源光网络系统
CN115275741A (zh) * 2022-07-22 2022-11-01 深圳技术大学 脉冲展宽装置、脉冲展宽系统及激光器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7551652B1 (en) * 2006-10-27 2009-06-23 Np Photonics, Inc Simultaneously Q-switched fiber lasers using a shared modulator
US20110211598A1 (en) * 2007-05-04 2011-09-01 Polaronyx, Inc. Fiber-Based Ultrafast Laser
CN103001107A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 中国科学院上海光学精密机械研究所 多程啁啾光纤光栅脉冲展宽装置
CN204243447U (zh) * 2014-12-04 2015-04-01 南京朗研光电科技有限公司 一种高能量超短脉冲光纤激光器
WO2016058624A1 (de) * 2014-10-13 2016-04-21 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Optische anordnung mit einer kopplungseinrichtung und faserlaseranordnung sowie verfahren zum bearbeiten eines werkstücks unter verwendung einer solchenoptischen anordnung
CN105720474A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 中国科学院上海光学精密机械研究所 对向压缩啁啾脉冲放大激光系统
CN106877121A (zh) * 2017-04-19 2017-06-20 重庆大学 基于光控石墨烯啁啾布拉格光栅的脉宽可调激光器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7551652B1 (en) * 2006-10-27 2009-06-23 Np Photonics, Inc Simultaneously Q-switched fiber lasers using a shared modulator
US20110211598A1 (en) * 2007-05-04 2011-09-01 Polaronyx, Inc. Fiber-Based Ultrafast Laser
CN103001107A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 中国科学院上海光学精密机械研究所 多程啁啾光纤光栅脉冲展宽装置
WO2016058624A1 (de) * 2014-10-13 2016-04-21 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Optische anordnung mit einer kopplungseinrichtung und faserlaseranordnung sowie verfahren zum bearbeiten eines werkstücks unter verwendung einer solchenoptischen anordnung
CN204243447U (zh) * 2014-12-04 2015-04-01 南京朗研光电科技有限公司 一种高能量超短脉冲光纤激光器
CN105720474A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 中国科学院上海光学精密机械研究所 对向压缩啁啾脉冲放大激光系统
CN106877121A (zh) * 2017-04-19 2017-06-20 重庆大学 基于光控石墨烯啁啾布拉格光栅的脉宽可调激光器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109799004A (zh) * 2019-04-11 2019-05-24 吉林大学 一种长距离光纤分布温度测量系统
CN112492415A (zh) * 2020-12-10 2021-03-12 中国人民解放军陆军工程大学 一种使用光环行器分叉的单纤无源光网络系统
CN112492415B (zh) * 2020-12-10 2023-03-31 中国人民解放军陆军工程大学 一种使用光环行器分叉的单纤无源光网络系统
CN115275741A (zh) * 2022-07-22 2022-11-01 深圳技术大学 脉冲展宽装置、脉冲展宽系统及激光器

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