SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性研究

王帅坤; 仲莉; 林楠; 刘素平; 马骁宇

doi:10.37188/CJL.20230245

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SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性研究

更新时间：2023-11-21

- SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性研究
  增强出版
- Study on the Output Characteristics of the SESAM Mode-locked All-polarization-maintaining (PM) Picosecond Fiber Laser
- 发光学报 2023年页码：1-7
- 作者机构：
  
  1.中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心，北京　100083
  2.中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京　100049
- 作者简介：
  
  [ "王帅坤（1998-），男，河南新乡人，硕士研究生，2021年于西安电子科技大学获得学士学位，主要从事超快光纤激光器方面的研究。E-mail： wangshuaikun@semi.ac.cn" ]
  [ "仲莉（1980—），女，江苏连云港人，博士研究生，研究员，博士生导师，2008年于中国科学院半导体研究所获得博士学位，主要从事大功率半导体激光器方面的研究。E-mail： zhongli@semi.ac.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2022YFB4601201)
- DOI：10.37188/CJL.20230245
  中图分类号：
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王帅坤,仲莉,林楠等.SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性研究[J].发光学报,

WANG Shuaikun,ZHONG Li,LIN Nan,et al.Study on the Output Characteristics of the SESAM Mode-locked All-polarization-maintaining (PM) Picosecond Fiber Laser[J].Chinese Journal of Luminescence,
王帅坤,仲莉,林楠等.SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性研究[J].发光学报, DOI：10.37188/CJL.20230245

WANG Shuaikun,ZHONG Li,LIN Nan,et al.Study on the Output Characteristics of the SESAM Mode-locked All-polarization-maintaining (PM) Picosecond Fiber Laser[J].Chinese Journal of Luminescence, DOI：10.37188/CJL.20230245

摘要

本文搭建了基于半导体可饱和吸收镜（SESAM）锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器，对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明，多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱周期数的增加，SESAM调制深度增大，激光器输出脉冲宽度变窄，具有更高的输出功率和更大的锁模区间。但量子阱周期数过高的SESAM具有较大非饱和损耗，使得相同泵浦功率下输出功率降低。在相同调制深度下，体材料SESAM的非饱和损耗偏大，降低了输出功率和光光转化效率，但对脉冲的窄化作用更显著。SESAM对输出脉冲的波长和光谱宽度无显著影响，主要受光纤布拉格光栅（FBG）控制。本文对SESAM的设计与选型具有一定指导意义。

Abstract

An all-polarization-maintaining picosecond fiber laser mode-locked by a semiconductor saturable absorber mirror（SESAM）is constructed. The effects of the different SESAM structure with multi-quantum well and bulk material as saturable absorber layer on the output characteristics are analyzed and compared. The experimental results show that both the multi-quantum well and the bulk material SESAM can achieve stable self-starting mode-locking. The SESAM modulation depth increases with the number of quantum well periods， resulting in narrower laser output pulse width， higher output power， and a larger mode-locking range. However， the greater the number of quantum well periods， the more nonsaturable losses of the SESAM， and it will reduce the output power at the same pump power. At the same modulation depth， bulk material SESAM has more nonsaturable losses， which will reduce the output power and optical to optical conversion efficiency， but it has a more significant effect on pulse narrowing. The wavelength and spectral width of the output pulses are not significantly affected by the SESAM， but they are primarily controlled by the fiber Bragg grating（FBG）. This study provides valuable guidance for the design and the selection of the SESAM.

关键词

光纤激光器半导体可饱和吸收镜超短脉冲输出特性

Keywords

fiber lasersemiconductor saturable absorber mirrorultrashort pulseoutput characteristic

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