飞秒激光直写铒镱玻璃波导激光器的优化设计

尚艳丽; 陈海滨; 洪治

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

飞秒激光直写铒镱玻璃波导激光器的优化设计

尚艳丽 , 陈海滨 , 洪治

文章导航 > 激光技术 > 2009 > 33(3): 279-282

引用本文:

Citation:

飞秒激光直写铒镱玻璃波导激光器的优化设计

1.
中国计量学院, 太赫兹技术与应用研究所, 杭州, 310018

作者简介: 尚艳丽(1982- ),女,硕士研究生,主要从事飞秒激光加工波导方面的研究..

通讯作者: 洪治, hongzhi@cjlu.edu.en

基金项目:
浙江省自然科学基金资助项目(Y105426)
中图分类号: TN28.1⁺2

Optimum design of the Er3+/Yb3+ co-doped glass waveguide laser fabricated by femtosecond laser pulses

1.
Centre for THz Research, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China

Corresponding author: HONG Zhi, hongzhi@cjlu.edu.en

CLC number: TN28.1⁺2

摘要: 为了对双向抽运的飞秒激光直写铒镱共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行数值模拟,采用铒镱共掺系统的速率方程及传输方程,对波导尺寸、激光器后腔镜反射率、掺杂铒镱离子浓度比等参量进行了优化。得到当波导长度为10mm、后腔镜反射率为0.6、掺杂铒镱离子浓度比为3.6,975nm波长400mW抽运时,有1535nm波长57mW的激光输出。结果表明,计算结果和国外相关报道的实验结果相近,能够为飞秒激光加工有源玻璃波导及其激光器设计提供一定的理论依据。
- 超快光学 /
- 波导激光器 /
- 速率方程 /
- 飞秒激光微加工
Abstract: In order that numerical simulation of the bidirectional pumped,erbium and ytterbium co-doped phosphate glass waveguide laser fabricated by femtosecond laser pulses was performed,based on the transition rate equations and propagation equations of the erbium and ytterbium co-doped system,the optimal parameters such as the size of the waveguide,output coupler reflectivity,the ratio of Er3+/Yb3+ were obtained.The results indicated that with the parameters of 10mm long waveguide,0.6 of the mirror reflectivity and 3.6 of the ratio of Er3+/Yb3+,the laser at 1535nm output up to 57mW with the pump power of 400mW at 975nm.The theoretical analysis agreed well with the experimental results reported so far.The simulation results provide a rigid theoretical Ease for the fabrication of active glass waveguide and the design of femtosecond laser.
- ultrafast optics /
- waveguide laser /
- transition rate equations /
- femtosecond laser microfabrication

[1]	DAVIS K M,MIURA K,SUGIMOTO N,et al.Writing waveguides in glass with a femtosecond laser[J].Opt Lett,1996,21(21):1729-1731.
[2]	GLEZER E N,MILOSAVLJEVIC M,HUANG L,et al.3-D opticalstorage inside transparent materials[J].Opt Lett,1996,21(24):2023-2025.
[3]	CHAN J W,HUSER T,RISBUD S,et al.Structural changes in fused silica after exposure to focused femtosecond laser pulses[J].Opt Lett,2001,26(21):1726-1728.
[4]	SCHAFFER Ch B,BRODEUR A,GARCA J F,et al.Micromachining bulk glass by use of femtosecond laser pulses with nanojoule energy[J].Opt Lett,2001,26(2):93-95.
[5]	NOLTE S,WILL M,BURGHOFF J,et al.Femtosecond waveguidewriting:a new avenue to three-dimensional integrated optics[J].Appl Phys,2003,A77(1):109-111.
[6]	MINOSHIMA K,KOWALEVICZ A M,HARTL I,et al.Photonic device fabrication in glass by use of nonlinear materials processing with a femtosecond laser oscillator[J].Opt Lett,2001,26(19):1516-1518.
[7]	DELLA V G,OSELLAME R,CHIODO N,et al.C-band waveguideamplifier produced by femtosecond laser writing[J].Optics Express,2005,13(16):5976-5982.
[8]	TACCHEO S,DELLA V G,OSELLAME R,et al.Er:Yb-dopedwaveguide laser fabricated by femtosecond laser pulses[J].Opt Lett,2004,29(22):2626-2628.
[9]	DELLA V G,TACCHEO S,OSELLAME R,et al.1.5μm single longitudinal mode waveguide laser fabricated by femtosecond laser writing[J].Optics Express,2007,15(6):3190-3194.
[10]	CHEN H Y,LIU Y Zh,DAI J Zh,et al.Design of Er3+-Yb3+ co-doped phosphate glass (LGS-L) waveguide amplifier[J].Acta Optica Sinica,2003,23(6):697-701(in Chinese).
[11]	KELSON I,HARDY A A.Strongly pumped fiber lasers[J].IEEE J Q E,1998,34(9):1570-1577.
[12]	OSELLAME R,CERULLO G,TACCHEO S,et al.Femtosecond laser writing of symmetrical optical waveguides by astigmatically shaped beams[J].SPIE,2004,5451:360-368.
[13]	OSELLAME R,CHIODO N,VALLE G,et al.Optical waveguide writing with a diode-pumped femtosecond oscillator[J].Opt Lett,2004,29(16):1900-1902.
[14]	KARÁSEK M.Optimum design of Er3+-Yb3+ codoped fibers forlarge-signal high-pump-power applications[J].IEEE J Q E,1997,33(10):1699-1705.

[1]	田润妮 , 王俊波 , 邱荣 , 周强 , 蒋勇 , 杨永佳 . 纳秒和飞秒激光烧蚀单晶硅的超快诊断. 激光技术, 2015, 39(6): 765-768. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.007
[2]	肖海兵 , 张庆茂 , 谭小军 , 周泳全 , 张卫 , 罗博伟 . 碳化硅陶瓷超快激光双光束精密抛光技术研究. 激光技术, 2024, 48(2): 180-187. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.006
[3]	郭嘉伟 , 李彤 , 牛瑞华 , 薛亮平 , 李燕凌 , 王宏元 . Cr,Tm,Ho:YAG激光器温度特性的数值分析. 激光技术, 2011, 35(6): 761-764. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.010
[4]	刘瑞科 , 王超臣 , 牛昌东 , 金舵 , 白振旭 , 王雨雷 , 吕志伟 . 键合Nd∶YAG/Cr⁴⁺∶YAG被动调Q微片激光器的优化设计. 激光技术, 2021, 45(2): 218-223. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.02.016
[5]	赵同刚 , 任建华 , 赵荣华 , 饶岚 , 王丽丽 , 林金桐 , 吴炜 , 郭永新 . 半导体激光器实现波长转换的理论和实验分析. 激光技术, 2005, 29(2): 216-218.
[6]	余晓秋 , 李明中 , 王建军 , 耿远超 , 许党朋 , 林宏奂 , 张锐 , 黄小东 . 增益导引折射率反导引大模场光纤激光器特性分析. 激光技术, 2011, 35(1): 25-28,78. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.008
[7]	邓诚先 , 李正佳 , 朱长虹 . 被动调Q腔内单共振光参变振荡器和Cr4+：YAG激光器. 激光技术, 2005, 29(6): 589-593.
[8]	梁德志 , 王敏 , 杜晨林 , 伍晓宇 . 飞秒激光背部湿刻石英玻璃微通道的研究. 激光技术, 2017, 41(2): 174-177. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.005
[9]	夏胜全 , 吕学超 , 王晓波 , 何建军 , 王巍 , 窦政平 . 飞秒激光测量微纳材料热物性参量研究进展. 激光技术, 2016, 40(4): 506-511. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.011
[10]	邓国庆 , 朱志强 , 余吟山 . C→A跃迁准分子激光阈值条件的研究. 激光技术, 2005, 29(5): 466-469.
[11]	刘文军 , 李华军 , 曲士良 , 陈相君 . 飞秒激光脉冲的腔外压缩. 激光技术, 2007, 31(6): 665-667,670.
[12]	赵研英 , 耿易星 , 李荣凤 . 实时飞秒激光单次测量研究. 激光技术, 2017, 41(3): 342-345. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.008
[13]	邓素辉 , 陶向阳 , 刘明萍 , 周彩玉 . 飞秒-纳秒脉冲激光烧蚀金属热效应分析. 激光技术, 2007, 31(1): 4-7.
[14]	游牧 , 赵卫 , 程光华 , 邹快盛 . 光敏玻璃在飞秒激光作用下的析晶. 激光技术, 2006, 30(1): 40-42,46.
[15]	王志军 , 贾威 , 倪晓昌 , 彭志农 , 杨丽 , 王清月 . 飞秒激光烧蚀金属镍热影响区的数值模拟. 激光技术, 2007, 31(6): 578-580.
[16]	李纲 , 卢峰 , 朱斌 , 吴玉迟 , 谷渝秋 . 波前像差对超短飞秒激光脉冲聚焦特性的影响. 激光技术, 2020, 44(1): 14-19. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.01.003
[17]	任乃飞 , 顾佳方 , 许美玲 , 罗艳 , 江杰 , 陈秋月 . 飞秒激光作用下薄膜的热力学研究. 激光技术, 2010, 34(5): 708-711. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.036
[18]	艾尼江·阿塔伍拉 , 阿布都热苏力·阿不都热西提 . 基于高斯光束的飞秒激光光束质量检测技术. 激光技术, 2019, 43(6): 846-849. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.021
[19]	邹华 , 朱卫华 , 吴坚 , 吴建伟 , 王国栋 . 达曼类滤波器的飞秒脉冲整形技术. 激光技术, 2009, 33(4): 374-376,380. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.011
[20]	邵怀宗 , 吕百达 , 翟群 . 二极管端泵浦连续激光器激活介质长度与透过率的优化. 激光技术, 1998, 22(4): 203-206.

点击查看大图

计量

文章访问数: 6252
HTML全文浏览量: 2349
PDF下载量: 197
被引次数: 0

飞秒激光直写铒镱玻璃波导激光器的优化设计

通讯作者: 洪治, hongzhi@cjlu.edu.en

作者简介: 尚艳丽(1982- ),女,硕士研究生,主要从事飞秒激光加工波导方面的研究.

1. 中国计量学院, 太赫兹技术与应用研究所, 杭州, 310018

收稿日期: 2008-04-16
录用日期: 2008-08-13
网络出版日期: 2009-06-25

基金项目: 浙江省自然科学基金资助项目(Y105426)

关键词:

摘要: 为了对双向抽运的飞秒激光直写铒镱共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行数值模拟,采用铒镱共掺系统的速率方程及传输方程,对波导尺寸、激光器后腔镜反射率、掺杂铒镱离子浓度比等参量进行了优化。得到当波导长度为10mm、后腔镜反射率为0.6、掺杂铒镱离子浓度比为3.6,975nm波长400mW抽运时,有1535nm波长57mW的激光输出。结果表明,计算结果和国外相关报道的实验结果相近,能够为飞秒激光加工有源玻璃波导及其激光器设计提供一定的理论依据。