光纤非线性光子学研究室介绍
历史:
光纤非线性光子学课题组目前由五位教师和数十名研究生组成,主要针对光纤通信和光纤传感网中的关键技术和光电子器件的应用开展研究工作,同时承担大量的教学工作。
目前的主要研究工作是利用各类非线性效应和器件研制各种光纤光源和有源器件,并利用自研的特色光源开发更多的非线性应用技术和方法。
本课题组前身是李世忱教授领导的光电子二室,是我国最早从事激光锁模技术和超短脉冲技术研究的单位之一,在70年代后期,研制出我国第一台重复Q开关序列脉冲红宝石激光器,应用于激光高速摄影,具体指标为:脉冲间隔5~200 µs连续可调,脉宽约30 ns,脉冲个数1~50个可控,单脉冲能量~ 0.1J。
在80年代初期,完成国家科委和高教部重大攻关项目,研制出200MHz主动锁模Nd:YAG激光器和400MHz二次谐波主动锁模Nd:YAG激光器,脉宽小于70 ps,带宽大于13 GHz。时域的锁模脉冲序列由美国403B快速光探测器(上升时间小于50 ps)和500MHz泰克模拟示波器测量,单个锁模脉冲的时域测量由12.4 GHz日本SAS-601B取样示波器(上升时间小于35 ps)测量;频域的测量由平面和共焦双腔组合F-P扫描干涉仪(自由光谱区小于50 GHz)完成。
进入90年代,先后完成完成 “GW钛宝石啁啾脉冲放大系统”、“啁啾介质镜及镜色散控制低阈值飞秒激光器的研究”、“高功率Er:Yb共掺玻璃波导激光器的研究”、“用直接键合技术制备的双包层平板波导激光器的研究”、“KTP晶体的周期极化特性研究”等多项国家自然科学基金项目。
与此同时在80年代中期开始开展光纤非线性效应及光孤子通信的研究,先后完成国家自然科学基金项目“伪随机码光孤子源的研究”和863计划“光孤子传输技术研究”项目中的“2.4Gb/s变换限制半导体激光光孤子源。”
在90年代,合作完成了863项目“8 × 2.5Gb/s OTDM 光孤子通信关键技术研究”子课题的研究和国家科委基础研究项目“光纤中亚皮秒脉冲传输机理的研究。”
进入新世纪后,完成了国家自然科学基金研究项目“全光OTDM/WDM转换技术的研究”,“全光纤超连续脉冲光子源的研究”,“40GHz,2ps再生锁模光纤激光器研究”和“40GHz WDM孤子光源研究。”
本课题组目前的工作是利用各类非线性效应和器件研制各种光纤光源,并利用自研的光纤光源开发更多的非线性应用技术。
具体工作:
- 1、高脉冲重复率光纤光源
以新一代高频电光调制器件为核心,研制出10 GHz、40 GHz和160GHz系列通信光源。它们是开展高速光通信系统中信号放大、传输、处理等研究工作的必备工具光源之一。应用该光源,我们能够开展通信系统中的关键技术研究——信号的放大、缓存(慢光效应)、信道路由(波长变换)等。
- 2、高能量、低脉冲重复率光纤光源
利用光纤及各种介质的非线性效应和放大理论(啁啾脉冲放大,自相似放大,耗散孤子放大等),研制出100 KHz~100 MHz低重复频率光源。该光源主要应用于非线性效应的研究——用半导体晶体的光整流效应产生THz辐射,用新一代高非线性介质构建OCT光源,用交叉增益(吸收)效应构建光取样示波器等。
- 3、光强恒定,极窄线宽的保偏光纤光源
应用新型半导体器件如半导体光放大器(SOA)和半导体电吸收调制器(EAM)研制用于相干光通信系统中的特殊光源。
- 4、多波长梳状谱扫频光纤光源
利用自制的窄线宽多波长光纤光源,结合特殊的射频(RF)光调制技术,研制用于光纤传感系统的扫频光源。该光源能够实现多段光谱并行扫描,在保证高分辨率的前提下,成倍提高传感系统的扫描速率。
- 5、全光多波长变换技术
利用新的RF光子学器件和技术,研究不同于传统单一波长变换的多波长变换技术,实现通信网络和光纤传感网络中的全光信号处理——如多波长WDM信号与单波长OTDM信号互换,提高网络节点的信息交换效率。
- 6、全光再生技术
利用光学非线性效应和新材料、新器件(光子晶体光纤或波导)研究光门限制技术和光时钟提取技术,实现全光3R技术——再定时,再整形和再放大。
- 7、光缓存技术
利用各种材质的非线性效应实现慢光控制,应用于光学缓存。