光纤型随机激光调控机理及实现研究

批准号:
61575040
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
张伟利
依托单位:
学科分类:
F0502.光子与光电子器件
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
I. D. Vatnik、王玲芳、梁厚昆、马瑞、傅芸、宋云波、郑梦雅、杨兆基、曾晓佩
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中文摘要
光纤型随机激光器(FRL),具有结构简单、效率高,强线宽压窄能力等特点,是当前国际研究的前沿热点。然而,其输出的调控问题是该领域面临的一个挑战,如何寻求新的调控机理,对丰富随机激光理论,更充分利用其独有优势,开拓新的应用具有重要意义。本课题基于典型的特种光纤,通过在纤芯引入随机分布的光栅或折射变化,获得增强型的反馈机制,实现高效、低阈值的FRL,并研究其激射机理和规律。在此基础上,针对FRL波长不可调和模式不可控的难题,开展创新性探索,研究光纤一维波导结构,控制光空间动/静态微扰以及引入功能外腔对FRL的调控。旨在发现新光学手段,灵活而精确的调控FRL输出特性,实现无模式FRL的大范围波长/带宽可调谐,以及相干模式FRL的模式锁定和动态控制等突破性进展。研究具有较好普适性,对推动FRL在信息、传感等领域的应用具有指导意义。
英文摘要
Fiber random lasers (FRL), which research is the hot spots all over the world, have the advantages of simple structure, high efficiency, and strong ability of linewidth narrowing. However, regulating output of FRL remains a challenge of related research. Finding new way and principle to control FRL, is of great significance to enrich random laser theory as well as to take good use of the unique advantages of FRL. In this project, random distributed Bragg gratings or refractive fluctuation are introduced in the core of special fibers, so as to obtain enhanced feedback and to realize low-threshold and high-efficiency FRL. Then principle and operation law of such FRLs will be studied. Based on this, creative and exploratory study will be done, aiming to solve wavelength and mode uncontrollability of FRL. That is to regulate FRL through one-dimensional optical fiber waveguide structure, stable/dynamical spatial perturbation of a control light, and introducing of a functional external cavity. The purpose is to find new optical controlling method to regulate output of FRL flexibly and precisely, so as to gain breakthrough in realization of wide range tuning of wavelength/bandwidth for modeless FRL as well as mode locking and dynamics control of coherent-mode FRL. The study is suitable for different kind of FRLs, which has guiding significance to extend applications of FRLs in the area of information and sensing.
在本项目的支持下,项目组成员能够按照计划,围绕光纤型随机激光的理论模型、工作机理和规律以及输出优化及调控这一主线开展研究工作,较圆满地完成了计划内容;实现了对光纤随机激光器建立数值分析体系、揭示其物理机理和获得输出特性及其调控指标等预期目标;同时结合获得的随机激光本身的优势开展了光纤随机激光无散斑成像研究,结合无序结构中的激光调控手段研究了新型波导结构中的光子调控方法,在拓展方向上也有一定突破。主要包括. 提出、设计并实现了随机包层结构光纤随机激光器,有效实现了反馈增强,降低了随机激光激射器阈值,利用该激光器的散射敏感特性实现了微小颗粒浓度及定位测量的传感应用。提出了增益和反馈空间调控方法以及基于种子光的注入锁定方法,实现了相干型光纤随机激光输出模式的选择、功率稳定和准模式锁定。提出了利用混合光纤结构引入高非线性和空间退相干机制,实现了随机激光输出带宽和输出空间相干性的调控,为低噪声、超连续谱产生及无散斑成像应用提供了极佳光源。对低维无序光子结构中的光子局域化及调控进行了探索性研究,为激光在无序结构中的形成、传输等提供了理论指导。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Fiber-Type Random Laser Based on a Cylindrical Waveguide with a Disordered Cladding Layer.
基于无序包层柱面波导的光纤型随机激光器
DOI:10.1038/srep26473
发表时间:2016-05-25
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Zhang WL;Zheng MY;Ma R;Gong CY;Yang ZJ;Peng GD;Rao YJ
通讯作者:Rao YJ
High-power low spatial coherence random fiber laser
高功率低空间相干随机光纤激光器
DOI:10.1364/oe.27.008738
发表时间:2019
期刊:OPTICS EXPRESS
影响因子:3.8
作者:R. Ma;J.Q. Li;J.Y. Guo;H. Wu;H.H. Zhang;B. Hu;Y.J. Rao;W.L. Zhang
通讯作者:W.L. Zhang
Quasi mode-locking of coherent feedback random fiber laser.
相干反馈随机光纤激光器的准锁模
DOI:10.1038/srep39703
发表时间:2016-12-22
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Ma R;Zhang WL;Zeng XP;Yang ZJ;Rao YJ;Yao BC;Yu CB;Wu Y;Yu SF
通讯作者:Yu SF
Transverse Anderson Localization of Exciton-Polaritons in Microcavities With Single-Layer WS2
单层 WS2 微腔中激子极化子的横向安德森局域化
DOI:10.1109/jstqe.2019.2921394
发表时间:2019-11
期刊:IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS
影响因子:4.9
作者:S.S. Wang;X.J. Li;W.L. Zhang;C.Y. Zheng
通讯作者:C.Y. Zheng
Backward Supercontinuum Generation Excited By Random Lasing
随机激光激发的后向超连续谱生成
DOI:10.1109/jstqe.2017.2754360
发表时间:2018-05
期刊:IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS
影响因子:4.9
作者:R. Ma;Y.J. Rao;W.L. Zhang;X. Zeng;X. Dong;H. Wu;Z.N. Wang;X.P. Zeng
通讯作者:X.P. Zeng
基于高维随机光纤激光的超分辨信息获取
- 批准号:62375040
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:48万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张伟利
- 依托单位:
低维无序波导中的锁模激光脉冲研究
- 批准号:11974071
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张伟利
- 依托单位:
结合金属表面态的半导体组合微腔研究
- 批准号:61106045
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:27.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张伟利
- 依托单位:
国内基金
海外基金
