2、除了SESAM，新世纪以来，一种新型的锁模器件：单壁碳纳米管可饱和吸收器(CNT-SAM)[9]诞生并成为固体和光纤激光器的新宠。我们首先利用光学梯度力将CNT生长的光纤接头上，成功获得锁模；由于这种生长方式生长的CNT极易损坏，我们利用清华大学提供的新的单壁CNT薄膜结合在反射镜上，制成掺铒光纤激光器用的CNT-SAM，其特点是饱和恢复时间短(<2ps)，易于集成化。在掺铒光纤激光器中实验表明，用CNT-SAM的光纤激光器锁模阈值低，非常适合高重复频率和低泵浦时的应用，在光纤频率标准和时频传输方面将发挥核心作用。
3、新型光纤激光器。利用我们研制的SESAM和CNT-SAM，我们试验了各种腔型。无论是线性腔，还是环形腔，无论光纤多长，都可以用SESAM或CNT-SAM实现锁模。但是在环形腔内如何装着SESAM或CNT-SAM是个问题。不少激光器把可饱和吸收器放在光栅对后面，并用透镜聚焦在SESAM上。这样做的最大问题是，由于波长分量顺序的反转，返回光的光束变大，不能完全耦合入光纤，导致损耗和光谱滤波效应。为了把我们研制的SESAM用在环形腔光纤激光器上，并同时装有光栅对，我们发明了一种新的腔型，同时装有SESAM和光栅[10]。此谐振腔克服了在光栅对后加SESAM的光谱限制作用，既能够实现锁模自启动，又能保证锁模带宽。
4、超长腔光纤激光器。飞秒激光器的很多应用并不需要几十MHz的重复频率，最适合微细加工领域应用的是100kHz－500kHz重复频率，mJ量级的脉冲能量。为了在飞秒光纤激光器直接中获得超高能量的脉冲，我们提出了超长腔的光纤激光器的想法，这个想法与康奈尔大学研究者的想法不谋而合。我们试验了从400m到2km长的光纤谐振腔。这样的长腔全正色散激光器，即使采用全正色散光纤中必要的光谱滤波器，用非线性偏振旋转机制锁模已经非常困难。因此SESAM起了决定性作用。如此长腔的激光器，输出脉冲能量大大提高。以400m腔长的掺镱光纤激光器为例，在300mW泵浦下，输出脉冲能量高达320nJ，一次放大后脉冲能量超过4mJ [11]。而对铒光纤激光器的几十nJ的输出，一次放大就达到790nJ [12]。由于重复频率从几十MHz降低到380kHz ，已经可以直接应用于微细加工等。这种超低重复频率的激光振荡器在固体激光器中是很难实现的，而在光纤激光器中相对容易。这种激光器作为放大器的种子光源，节省了脉冲选单器（普克尔盒、声光调制器）、光纤展宽器和前级放大器等，具有非常大的应用价值。此技术已经申请了专利。
飞秒光纤激光器已经发展了近20年，仍然不断有新的概念和新的器件创出。如果没有先进的理念，没有自己的创新器件，我国在这个领域将永远处于劣势地位。某些光纤激光器国外对我国禁运就是例证。研制自己的核心元器件，并在此基础上研制自己的飞秒光纤激光器整机，不但是创新的基础，也是产业化的基础。幸运的是，北京大学研究小组已经在某些核心元器件和整机方面赶上了国际先进水平，并有所创新。我们将继续研制新型元器件和新型光纤激光器，使我国在光纤激光器领域内的竞争中占有一席之地。
参考文献：
K. Tamura, E. P. Ippen, H. A. Haus, and L. E. Nelson, “77-fs pulse generation from a stretched-pulse mode-locked all-fiber ring laser,” Opt. Lett. 18, 1080-1082 (1993).
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K. Tamura, E. P. Ippen, H. A. Haus, and L.E. Nelson, “77-fs pulse generation from a stretched-pulse modelocked all-fiber ring laser,” Opt. Lett. 18, 1080 (1993). http://www.cyber-laser.com
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S. Yamashita, Y. Inoue, S. Maruyama, Y. Murakami, H. Yaguchi, M. Jablonski, and S. Y. Set, "Saturable absorbers incorporating carbon nanotubes directly synthesized onto substrates and fibers and their application to mode-locked fiber lasers," Opt. Lett. 29, 1581-1583 (2004).
C. Zhou, W. Yang, G. Zhang, Y. Cai, J. Li, P. Li, and Z. Zhang, “Novel ring-cavity for ytterbium- doped mode-locked fiber laser incorporated with both SESAM and grating pair,” IEEE Photon. Techno. Lett. 21, 3-5 (2009).
C. Zhou, L. Chen, Y. Cai, M. Zhang, L. Ren, P. Li, and Z. Zhang, “Ytterbium-doped mode-locked fiber laser at hundreds of kHz repetition rate,” unpublished.
Y. Cai, C. Zhou, L. Chen, L. Ren, M. Zhang, P. Li, and Z. Zhang, “Sub-100 kHz Erbium-doped Mode-locked Fiber Lasers,” unpublished.作者: 大巴 时间: 2009-5-7 13:31
好文章啊,张老师最近在做什么项目?