C complet

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 3623 (2023) Citer cet article

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Nous démontrons un laser à fibre à verrouillage de mode accordable en longueur d'onde en bande C avec un taux de répétition de 250 MHz, ce qui représente le taux de répétition le plus élevé pour les lasers à verrouillage de mode accordable en bande C jusqu'à présent au mieux de nos connaissances. La cavité Fabry – Perot à base de fibres à maintien de polarisation permet un taux de répétition fondamental de 250 MHz avec un miroir absorbant saturable à semi-conducteur comme mode-locker. Nous avons observé un état de verrouillage de mode soliton stable et unique avec une large accordabilité de la longueur d'onde centrale de 1505 à 1561 nm en ajustant l'angle d'incidence d'un filtre passe-bande à l'intérieur de la cavité. Le laser à verrouillage de mode à taux de répétition élevé et accordable en longueur d'onde couvrant toute la bande C devrait être une source convaincante pour de nombreuses applications basées sur le peigne de fréquence, y compris la métrologie optique de haute précision, la spectroscopie d'absorption à large bande et les synthétiseurs de fréquences optiques à large bande.

Les lasers à verrouillage de mode à taux de répétition élevé, compte tenu de leurs caractéristiques uniques d'impulsion ultra-courte, de puissance de crête élevée et d'un large spectre, ont joué un rôle clé dans de nombreuses applications, notamment la génération de peignes de fréquence1, le transfert et la synchronisation à distance2, la spectroscopie à large bande3, la génération de micro-ondes4, la métrologie de longueur5,6,7,8, la métrologie de surface9 et les observations de phénomènes ultrarapides10. En particulier, les lasers à verrouillage de mode à base de fibres ont été largement utilisés comme outil pratique compte tenu de leur fiabilité, de leur compacité et de leur faible coût11.

Pour créer un laser à verrouillage de mode à taux de répétition élevé, les méthodes courantes sont le verrouillage de mode harmonique et le raccourcissement de la longueur de la cavité. Dans la première méthode, assurer le fonctionnement stable du verrouillage de mode harmonique implique de nombreux défis techniques liés au bruit en super-mode, tels qu'un faible rapport signal sur bruit et une dégradation de la gigue de synchronisation des impulsions12. Contrairement au verrouillage de mode harmonique, l'augmentation du taux de répétition fondamental tout en raccourcissant la longueur de la cavité peut générer de manière stable des impulsions ultra-courtes avec une meilleure pureté spectrale et une meilleure gigue de synchronisation13. En ce qui concerne les lasers à fibre, ils sont couramment conçus avec une cavité Fabry-Perot car certains composants peuvent être placés à l'extérieur de la cavité14.

Le verrouillage de mode est couramment réalisé par une évolution de polarisation non linéaire (NPE)15 et un absorbeur saturable réel (SA)16. La technique NPE présente des avantages en ce qui concerne les caractéristiques des impulsions, telles que la génération d'impulsions ultra-courtes et un large spectre. Cependant, le fonctionnement clé en main fonctionne à peine pour les lasers à verrouillage de mode basés sur NPE. Contrairement à la technique NPE, les SA, qui sont basés sur des matériaux d'absorption saturables et démontrés avec des semi-conducteurs17, des nanotubes de carbone18, du graphène19 et des matériaux 2D20, offrent les avantages d'un fonctionnement clé en main et d'un auto-verrouillage de mode. Les SA conviennent aux lasers à verrouillage de mode à taux de répétition élevé car ils ne nécessitent qu'une petite zone dans la cavité. Les lasers à verrouillage de mode basés sur SA fonctionnent généralement dans le régime d'impulsion soliton, où la dispersion nette de la cavité et la modulation d'auto-phase sont bien équilibrées21. Cependant, par rapport aux lasers à verrouillage de mode basés sur NPE, les lasers à verrouillage de mode basés sur SA ont une largeur d'impulsion plus large et une bande passante spectrale plus étroite. En règle générale, les lasers à verrouillage de mode basés sur SA ont des durées d'impulsion de quelques centaines de femtosecondes et des largeurs de bande spectrale de quelques nanomètres sur la bande C22. Pour générer un spectre optique à large bande et une impulsion ultra-courte, l'élargissement spectral à base de fibre non linéaire avec amplification de puissance est exploité comme méthode courante. Au lieu de la méthode compliquée et onéreuse d'élargissement spectral non linéaire, le réglage de la longueur d'onde centrale d'un laser à verrouillage de mode est une alternative réalisable pour couvrir une large gamme spectrale via une approche simple.

La figure 1 présente une vue d'ensemble des résultats du laser à fibre à verrouillage de mode accordable en bande C en termes de plage d'accord de la longueur d'onde centrale et du taux de répétition des impulsions sur une échelle logarithmique18,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35. Des lasers à fibre à verrouillage de mode accordables en longueur d'onde fonctionnant sur la bande C ont été démontrés avec différentes manières d'accorder la longueur d'onde centrale, y compris un filtre de masse accordable18,23,26,35, un effet de biréfringence de cavité intrinsèque24,29,33,34, un réseau extensible25, un réseau à fibre incliné à 45°27,31, un effet d'interférence super-mode28 et un réseau avec une ouverture d'accord30,32. Jusqu'à présent, les lasers à verrouillage de mode accordables en bande C n'ont été démontrés qu'à des taux de répétition inférieurs à la plage de dizaines de MHz, tandis que la plage accordable de la longueur d'onde centrale couvre déjà toute la bande C. Ces types de lasers à verrouillage de mode avec un faible taux de répétition conviennent à l'usinage laser et à l'amplification haute puissance, mais leurs taux de répétition sont encore trop faibles pour la majorité des applications de métrologie optique basées sur un peigne de fréquence13,36.

Résumé des lasers à verrouillage de mode accordables en bande C de pointe en termes de taux de répétition et de plage d'accord sur la bande C.

Dans notre étude précédente, nous avons démontré pour la première fois un laser à fibre à verrouillage de mode largement accordable en longueur d'onde fonctionnant à un taux de répétition de plus de 100 MHz35. La conception optique basée sur la cavité Fabry – Perot a permis un laser à fibre à verrouillage de mode à taux de répétition élevé avec une accordabilité complète en bande C. Dans cette étude, nous rapportons un laser à fibre à verrouillage de mode à verrouillage de mode accordable en bande C fonctionnant à un taux de répétition fondamental de 250 MHz, qui est le taux de répétition le plus élevé pour un laser à fibre à verrouillage de mode accordable en bande C jusqu'à présent au mieux de nos connaissances. Un taux de répétition aussi élevé facilite le verrouillage de phase ou la surveillance de la fréquence optique d'un laser à onde continue. La structure de fibre à maintien de polarisation permet un fonctionnement robuste et clé en main sans ajustements de polarisation intra-cavité et offre un fonctionnement de verrouillage de mode robuste et stable13,22,37. Un miroir absorbant saturable à semi-conducteur (SESAM), communément adopté comme un verrou de mode bien vérifié, fiable et stable, a été exploité à la fois comme miroir d'extrémité pour la cavité laser Fabry – Perot et comme dispositif pour réaliser le verrouillage de mode avec opération clé en main. Un filtre passe-bande optique en vrac a été utilisé pour minimiser la longueur de la cavité laser. La bande de transmission peut être facilement ajustée en modifiant l'angle d'incidence du filtre passe-bande optique38. Nous avons observé un état de verrouillage de mode stable avec une longueur d'onde centrale de 1505 à 1561 nm. Les durées d'impulsion variaient généralement de 640 fs à 2,8 ps et les largeurs de bande spectrale (3 dB) étaient généralement comprises entre 0,9 nm et 5,1 nm. Les niveaux de puissance de sortie mesurés dépassaient 5 mW quelle que soit la longueur d'onde centrale, ce qui le rend suffisant pour une utilisation dans la plupart des applications de peigne de fréquence, y compris la métrologie dimensionnelle de haute précision, la spectroscopie d'absorption à large bande et les synthétiseurs de fréquence optique à large bande. Plus important encore, on s'attend à ce que le rapport signal sur bruit en métrologie optique puisse être amélioré, car les modes de peigne individuels du laser à verrouillage de mode proposé peuvent avoir une puissance optique nettement supérieure à celle des niveaux de puissance offerts par les lasers à verrouillage de mode accordables en longueur d'onde précédents.

La figure 2a montre la disposition optique du laser à fibre dopée à l'erbium à maintien de polarisation à verrouillage de mode accordable en bande C proposé. La conception de la cavité laser est basée sur une cavité linéaire de type Fabry-Perot à fibre avec une fibre à maintien de polarisation (PM) pour maintenir la polarisation intra-cavité pour un fonctionnement robuste. La cavité laser se compose d'une fibre dopée à l'erbium à maintien de polarisation (PM EDF, PM-ESF-7/125, Nufern) comme milieu de gain, d'une partie d'espace libre avec un filtre passe-bande optique en vrac ayant une bande passante de 3 db de 50 nm (7527 : 1550–50 OD4, Alluxa), d'une fibre à maintien de polarisation monomode et du SESAM susmentionné (SAM-1550–23-2 ps , BATOP), qui est un composant critique pour le verrouillage de mode à démarrage automatique et pour la détermination des caractéristiques des impulsions39. La cavité laser de 430 mm se compose de 300 mm d'EDF PM à dispersion anormale, de 60 mm de fibre PM standard et de 70 mm d'espace libre avec un filtre passe-bande optique en vrac. La dispersion aller-retour de la cavité a été estimée à -0,015 ps2, permettant au laser de fonctionner dans l'état de verrouillage du mode soliton. La partie en espace libre était d'environ 70 mm et peut être déplacée pour ajuster le taux de répétition. La perte de couplage fibre-espace libre-fibre est inférieure à 1 dB (20%). Le filtre passe-bande optique installé dans la partie d'espace libre a été utilisé pour régler la longueur d'onde centrale du laser à verrouillage de mode en ajustant l'angle d'incidence. Si l'angle d'incidence de la lumière intra-cavité est incliné par rapport à la direction normale (ou si l'angle d'incidence est de 0°), le spectre de transmission du filtre passe-bande optique se décalera vers une longueur d'onde plus courte (décalage vers le bleu) selon l'équation suivante,

où λtilt est la longueur d'onde transmise lorsque le filtre passe-bande optique est incliné à un angle d'incidence de θ, λnormal est la longueur d'onde transmise lorsque le filtre passe-bande optique est perpendiculaire à la lumière entrante, no est l'indice de réfraction du milieu incident et neff est l'indice de réfraction effectif du filtre passe-bande optique. La figure 2b montre les résultats de la simulation numérique de la courbe de transmission du filtre passe-bande optique utilisé dans cette étude en fonction de l'angle d'incidence. En outre, les longueurs d'onde centrales du laser à verrouillage de mode ont été comparées à la courbe de transmission du filtre passe-bande optique en fonction de l'angle d'incidence. Ces résultats seront décrits plus en détail dans la section suivante.

Disposition du laser à fibre à maintien de polarisation à verrouillage de mode accordable en bande C : (a) disposition optique de la cavité laser du laser à verrouillage de mode accordable en bande C. C : collimateur à fibre. BPF : filtre passe-bande, WDM : multiplexeur de longueur d'onde, Pump LD : diode laser de pompe. (b) Courbe de transmission du filtre passe-bande en fonction de l'angle d'incidence. Les points rouges indiquent la longueur d'onde centrale mesurée du laser à verrouillage de mode par rapport à l'angle d'incidence.

Les miroirs d'extrémité de la cavité laser étaient constitués d'un revêtement dichroïque au niveau du connecteur FC/PC et du SESAM. Les deux miroirs d'extrémité fonctionnaient de manière multifonctionnelle pour réduire le nombre de composants optiques à l'intérieur de la cavité laser et minimiser la longueur de la cavité laser. Le revêtement dichroïque à l'extrémité de la fibre dopée à l'erbium maintenant la polarisation a été conçu avec une réflectance de 90 % et une transmission de 10 % à une longueur d'onde de 1550 nm et une transmission de 100 % à une longueur d'onde de 980 nm. Le revêtement dichroïque agissait comme un coupleur de sortie à une longueur d'onde de 1550 nm mais était transparent à une longueur d'onde de 980 nm pour le pompage optique. Le laser de pompage avec une longueur d'onde de 980 nm était incident à l'extérieur de la cavité laser du multiplexeur de longueur d'onde à fibre PM (WDM) et le signal de sortie du laser à verrouillage de mode était émis par le revêtement dichroïque en tant que coupleur de sortie. Le SESAM, qui a une profondeur de modulation de 14 %, une perte non saturable de 9 % et une constante de temps de relaxation de 2 ps, a été couplé bout à bout au connecteur FC/PC de la fibre PM standard et a agi à la fois comme mode-locker et miroir d'extrémité. Dans ce travail, nous proposons une disposition optique sans épissure par fusion de fibre malgré la perte de couplage, rendant cette conception bénéfique pour l'assemblage et la maintenance.

À des longueurs d'onde centrales plus courtes (1505–1524 nm), le verrouillage de mode était généralement auto-démarrant à une puissance de pompage de 600 mW, ce qui entraînait une puissance de sortie d'environ 10 mW. D'autre part, à des longueurs d'onde plus longues (1530-1561 nm), une puissance de pompage de seulement 400 mW pourrait conduire à un auto-démarrage avec une puissance de sortie d'environ 5 mW. Lorsque le verrouillage de mode commence, le laser à verrouillage de mode proposé émet des impulsions femtosecondes avec un espacement temporel de 4 ns, correspondant à un taux de répétition de 250 MHz, comme indiqué sur les Fig. 3a et b. Des trains d'impulsions stables du laser à verrouillage de mode ont été mesurés pendant plus de 2000 ns sans fluctuations d'amplitude notables, et une seule impulsion a été clairement enregistrée, comme le montre la vue agrandie de la figure. La figure 3c montre le spectre RF à un taux de répétition fondamental de 250 MHz avec à la fois la résolution et la bande passante vidéo réglées sur 3,3 Hz. Nous avons mesuré un rapport signal sur bruit de 70 dB à une fréquence de répétition fondamentale de 250 MHz. Nous avons également mesuré le spectre RF pendant le réglage du taux de répétition de 249,8 à 252,2 MHz, comme indiqué dans l'encadré de la Fig. 3c.

Caractéristiques du domaine RF du laser à verrouillage de mode accordable en bande C : (a) trains d'impulsions de sortie sur 2000 ns. (b) Vue agrandie de la Fig. 2a pendant 20 ns. (c) Spectre RF au taux de répétition fondamental avec une largeur de bande de résolution et une largeur de bande vidéo de 3,3 Hz. L'encart montre l'accordabilité du taux de répétition de 249,8 à 252,2 MHz avec une bande passante de résolution et une bande passante vidéo de 15 kHz.

Les caractéristiques optiques du laser à verrouillage de mode sont décrites à la Fig. 4. La figure 4a montre les résultats de mesure des spectres optiques et les sorties de puissance de sortie lors du réglage de la longueur d'onde centrale de 1505 à 1561 nm, qui couvre entièrement la bande C (1530–1565 nm). Notez que cela couvre également la raie d'absorption de nombreux gaz à effet de serre, dont NH3, C2H2, CO2, HCN et CO. De plus, il peut couvrir la raie d'absorption du 13C0H2 vers 1542 nm et du 85Rb vers 778 nm au moyen de la génération de deuxième harmonique, qui sont les raies d'absorption recommandées pour l'étalon de longueur par le BIPM (Bureau international des poids et mesures)40. Il est important de noter que les modes de peigne individuels du laser à verrouillage de mode proposé peuvent avoir beaucoup plus de puissance optique que les lasers à verrouillage de mode accordables en longueur d'onde précédents en raison du taux de répétition élevé, ce qui permet un meilleur rapport signal sur bruit. À un angle d'incidence de 0 °, le laser à verrouillage de mode présentait généralement une longueur d'onde centrale de 1 561 nm, une largeur de bande spectrale de 3 dB de 5,1 nm, une durée d'impulsion (ajustée à la courbe Sech2) de 640 fs et une puissance de sortie de 5,1 mW, comme le montrent les Fig. 4a et b. Lorsque le spectre de transmission du filtre passe-bande optique a été décalé vers une longueur d'onde plus courte en augmentant l'angle d'incidence, la longueur d'onde centrale du laser à verrouillage de mode a également été décalée vers une longueur d'onde plus courte, comme le montrent les Fig. 2b et 4a. Nous avons observé la génération déterministe du laser à verrouillage de mode simplement en inclinant l'angle d'incidence de la lumière intra-cavité. Notez que le filtre passe-bande optique a également eu une influence sur une suppression des bandes latérales de Kelly, malgré le fait que la bande passante du filtre passe-bande optique était nettement plus grande que la bande passante spectrale du laser à verrouillage de mode41. Pour les états de verrouillage de mode stables, la puissance de sortie variait généralement de 5 à 9 mW, sauf pour un certain régime, dans ce cas 1516 nm à 1524 nm. Le gain de la fibre dopée Er était faible à des longueurs d'onde plus courtes de 1505 nm à 1524 nm42. Lors de l'augmentation de la longueur d'onde, la puissance de sortie a été progressivement augmentée de 6 à 15 mw en raison du gain plus élevé.

Caractéristiques optiques du laser à verrouillage de mode accordable en bande C : (a) Caractéristiques spectrales mesurées par un analyseur de spectre optique de 1 500 à 1 580 nm. La partie supérieure indique la puissance de sortie au moment de l'auto-démarrage ou à la puissance minimale de la pompe. La partie inférieure montre plusieurs raies d'absorption importantes sur la longueur d'onde de la bande C. SHG : génération de deuxième harmonique (b) Mesure d'autocorrélation optique pour évaluer les durées d'impulsions.

Les spectres optiques dans toute la gamme de la longueur d'onde centrale étaient bien adaptés à la courbe Sech2, indiquant des impulsions solitons typiques. La figure 5 montre des exemples du spectre optique (couleur grise) avec un ajustement de courbe Sech2 (couleur rouge) et un ajustement de courbe gaussienne (couleur bleue) à des fins de comparaison. Comme le montre la Fig. 5a – c, les spectres mesurés du laser à verrouillage de mode correspondaient bien à la fois à la courbe Sech2 et à la courbe gaussienne près des longueurs d'onde centrales. Cependant, loin de la longueur d'onde centrale, les spectres mesurés étaient bien adaptés non pas à la courbe gaussienne mais uniquement à la courbe Sech2. Cela montre clairement que le laser proposé fonctionnait dans le régime de verrouillage du mode soliton.

| Ajustements de courbe de quelques exemples du spectre optique aux courbes gaussiennes et Sech2 : résultats d'ajustement de courbe pour les longueurs d'onde centrales de (a) 1505 nm, (b) 1527 nm et (c) 1561 nm.

La figure 6 présente quantitativement plus en détail le produit de largeur de bande temporelle, la durée d'impulsion et la largeur de bande spectrale à 3 dB du spectre optique pour chaque longueur d'onde centrale. Les durées d'impulsion variaient généralement de 640 fs à 2,8 ps en supposant une forme d'impulsion Sech2, tandis que les largeurs de bande spectrale de 3 dB variaient de 0,9 à 5,1 nm. Cependant, ils ne semblent pas dépendre de la longueur d'onde centrale. Le produit de la bande passante temporelle, défini comme le produit du temporel et du spectral, était typiquement proche de 0,315, correspondant à des impulsions Sech2 limitées par la transformée. Pour certaines longueurs d'onde centrales, des produits de bande passante temporelle dépassant 0,315 ont été observés, comme indiqué dans des études précédentes18,23,30, probablement causés par des conditions intracavité dépendantes de la longueur d'onde telles que la perte de cavité, le gain, la dispersion et SESAM.

Résumé des caractéristiques optiques du laser à verrouillage de mode accordable en bande C. La section supérieure, la section centrale et la section inférieure affichent respectivement le produit de la bande passante temporelle, la durée d'impulsion et la bande passante optique à 3 dB.

Dans cet article, nous avons proposé et démontré un laser à fibre à maintien de polarisation à verrouillage de mode et à bande C à cavité linéaire de Fabry – Perot. Avec une conception de cavité laser modifiée utilisant le filtre passe-bande en vrac dans notre étude précédente, nous avons considérablement augmenté le taux de répétition de 125 MHz de notre étude précédente35 à 250 MHz, ce qui est le taux de répétition le plus élevé pour un laser à verrouillage de mode accordable en bande C jusqu'à présent au meilleur de nos connaissances. Une large gamme accordable en longueur d'onde de 1505 nm à 1561 nm a été réalisée avec succès avec un fonctionnement clé en main du verrouillage du mode soliton simplement en ajustant l'angle d'incidence de la lumière intra-cavité dans la cavité. Cette disposition simple permet au laser proposé d'être utilisé de manière stable et robuste dans des cas réels. Le laser proposé a un taux de répétition de 250 MHz, ce qui est suffisamment bon pour être exploité dans la plupart des applications de peigne de fréquence de haute précision, telles que la métrologie dimensionnelle optique de haute précision, la spectroscopie à large bande et les communications optiques à haute capacité. Plus important encore, contrairement aux peignes conventionnels, la puissance optique remarquablement élevée des modes de peigne individuels devrait permettre une amélioration du rapport signal sur bruit, permettant ainsi des tâches qui étaient auparavant difficiles à réaliser dans diverses applications.

Les ensembles de données utilisés et/ou analysés au cours de l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

Diddams, SA, Vahala, K. & Udem, T. Peignes de fréquences optiques : unir de manière cohérente le spectre électromagnétique. Sciences 369, eaay3676 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Kim, J., Cox, JA, Chen, J. & Kartner, FX Synchronisation temporelle femtoseconde sans dérive de sources optiques et hyperfréquences distantes. Nat. Photon. 2(12), 733–736 (2008).

Article ADS CAS Google Scholar

Picque, N. & Hansch, TW Spectroscopie en peigne de fréquence. Nat. Photon. 13(3), 146-157 (2019).

Article ADS CAS Google Scholar

Nakamura, T. et al. Conversion descendante d'horloge optique cohérente pour les fréquences micro-ondes avec une instabilité de 10 à 18. Sciences 368, 889–892 (2020).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Coddington, I., Swann, WC, Nenadovic, L. & Newbury, NR Mesures de distance absolue rapides et précises à longue distance. Nat. Photon. 3(6), 351–356 (2009).

Article ADS CAS Google Scholar

Jang, Y.-S. et coll. Interféromètre laser à distance référencé en peigne pour les nanotechnologies industrielles. Sci. Rep. 6, 31770 (2016).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jin, J. Métrologie dimensionnelle utilisant le peigne optique d'un laser à verrouillage de mode. Mes. Sci. Technologie. 27(2), 022001 (2016).

Annonces d'article Google Scholar

Jang, Y.-S. et coll. Métrologie de distance de précision nanométrique via une interférométrie hybride à résolution spectrale et homodyne dans un seul micropeigne à fréquence soliton. Phys. Rév. Lett. 126(2), 023903 (2021).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Yamagiwa, M. et al. Holographie numérique à longueur d'onde synthétique liée à plusieurs cascades utilisant un synthétiseur de fréquence référencé par peigne optique. Opter. Express 26(20), 26292–26306 (2018).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Li, Y. et al. "Dynamique de transition en temps réel et stabilité des micropeignes de fréquence gérées par dispersion à l'échelle de la puce". Lumière Sci. Appl. 9, 52 (2020).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fermann, ME & Ingmar, H. Lasers à fibre ultrarapides. Nat. Photon. 7(11), 868–874 (2013).

Article ADS CAS Google Scholar

Sobon, G., Sotor, J. & Abramski, KM Verrouillage de mode harmonique passif dans un laser à fibre dopée Er basé sur un absorbeur saturable au graphène avec des taux de répétition évolutifs jusqu'à 2,22 GHz. Appl. Phys. Lett. 100(16), 161109 (2012).

Annonces d'article Google Scholar

Sinclair, LC et al. Exploitation d'un peigne de fréquence optiquement cohérent en dehors du laboratoire de métrologie. Opter. Express 22(6), 6996–7006 (2014).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Martinez, A. & Yamashita, S. Laser à fibre à mode fondamental de 10 GHz utilisant un absorbeur saturable au graphène. Appl. Phys. Lett. 101(4), 041118 (2012).

Annonces d'article Google Scholar

Tamura, K., Ippen, EP, Haus, HA & Nelson, LE Génération d'impulsions de 77 fs à partir d'un laser annulaire tout fibre à mode d'impulsion étiré. Opter. Lett. 18(13), 1080-1082 (1993).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Keller, U. et al. Absorbant saturable intracavité à faible perte à l'état solide pour les lasers Nd: YLF : un absorbeur saturable Fabry-Perot à semi-conducteur antirésonant. Opter. Lett. 17(7), 505–507 (1992).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Keller, U. et al. Miroirs absorbants saturables à semi-conducteurs (SESAM) pour la génération d'impulsions femtoseconde à nanoseconde dans les lasers à solide. IEEE J. Sel. Haut. Électron quantique. 2(3), 435–453 (1996).

Article ADS CAS Google Scholar

Wang, F. et al. Laser à fibre à large bande et à verrouillage de mode nanotube. Nat. Nanotech. 3(12), 738–742 (2008).

Article ADS CAS Google Scholar

Bao, Q. et al. Graphène à couche atomique en tant qu'absorbant saturable pour les lasers pulsés ultrarapides. Adv. Fonct. Tapis. 19(19), 3077–3083 (2009).

Article CAS Google Scholar

Jhon, YI et al. Absorbant saturable MXene métallique pour lasers à verrouillage de mode femtoseconde. Adv. Tapis. 29(40), 1702496 (2017).

Article Google Scholar

Kartner, FX, Jung, ID & Keller, U. Soliton verrouillage de mode avec absorbeurs saturables. IEEE J. Sel. Haut. Électron quantique. 2(3), 540–556 (1996).

Article ADS CAS Google Scholar

Jang, H. et al. Laser femtoseconde à fibre dopée Er à cavité linéaire à maintien de polarisation. Physique laser. Lett. 12(10), 105102 (2015).

Annonces d'article Google Scholar

Sun, Z. et al. Un laser stable, accordable à large bande, presque limité par la transformation, verrouillé en mode graphène et ultrarapide. Nano Rés. 3(9), 653–660 (2010).

Article CAS Google Scholar

Meng, Y. et al. Laser à fibre double gaine Er: Yb à verrouillage de mode avec plage de réglage de 75 nm. Opter. Lett. 40(7), 1153–1156 (2015).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Wang, J., Ping Zhang, A., Shen, YH, Tam, H.-Y. & Wai, PKA Laser à fibre à verrouillage de mode largement accordable utilisant des nanotubes de carbone et un filtre en forme de W LPG. Opter. Lett. 40(18), 4329–4332 (2015).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Li, D. et al. Laser à fibre ultra-rapide réglable en longueur d'onde et en durée d'impulsion, verrouillé en mode avec des nanotubes de carbone. Sci. Rep. 8, 2738 (2018).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zou, C. et al. Laser à fibre dopée à l'erbium à verrouillage de mode passif accordable en longueur d'onde basé sur un nanotube de carbone et un réseau de fibres incliné à 45◦. Opter. Commun. 406, 151-157 (2017).

Annonces d'article Google Scholar

Jiang, X. et al. Laser à verrouillage de mode entièrement fibre réglable en longueur d'onde basé sur l'interférence supermode dans une fibre à sept cœurs. Appl. Opter. 57(23), 6768–6771 (2018).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Wu, P. et al. Laser entièrement fibre à verrouillage de mode passif réglable en longueur d'onde à 1,5 μm. Appl. Opter. 58(19), 5143–5147 (2019).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Nyushkov, B., Kobtsev, S., Antropov, A., Kolker, D. & Pivtsov, V. Er accordable femtoseconde 78 nm : laser à fibre basé sur une topologie de résonateur en forme de goutte. J. Light Tech. 37(4), 1359–1363 (2019).

Article CAS Google Scholar

Lu, B. et al. Laser à fibre à verrouillage de mode largement réglable en longueur d'onde basé sur un réseau de fibre incliné à 45 ° et une fibre à maintien de polarisation. J. Light Tech. 37(14), 3571–3578 (2019).

Article CAS Google Scholar

Wang, W. et al. Laser à fibre dopée à l'erbium à verrouillage de mode accordable basé sur un dispositif numérique à micro-miroir. Appl. Opter. 59(11), 3440–3446 (2020).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Armas-Rivera, I. et al. Laser à fibre dopée à l'Erbium passif à verrouillage de mode large accordable en longueur d'onde avec un SESAM. Opter. Technologie laser. 134, 106593 (2021).

Article CAS Google Scholar

Tsai, L.-Y., Li, Z.-Y., Lin, J.-H., Song, Y.-F. & Zhang, H. Laser à fibre dopé Er verrouillé en mode passif accordable en longueur d'onde basé sur une nano-plaquette d'oxyde de graphène. Opter. Technologie laser. 140, 106932 (2021).

Article CAS Google Scholar

Jang, Y.-S., Park, J. & Jin, J. Laser à verrouillage de mode à fibre dopée Er à cavité linéaire avec une grande accordabilité de longueur d'onde. Appl. Opter. 61(34), 10116–10120 (2022).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Kim, W. et al. Télémétrie laser absolue par mesure du temps de vol d'impulsions lumineuses ultracourtes [Invité]. J. Opt. Soc. Suis. A 37(9), B27–B35 (2020).

Article CAS Google Scholar

Hansel, W. et al. Architecture laser à fibre à maintien de polarisation pour une génération d'impulsions femtoseconde robuste. Appl. Phys. B 123(1), 41 (2017).

Annonces d'article Google Scholar

Lumeau, J., Lemarchand, F., Begou, T., Arhilger, D. & Hagedorn, H. Filtre passe-bande réglable angulairement : conception, fabrication et caractérisation. Opter. Lett. 44(7), 1829-1832 (2019).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Jang, Y.-S. et coll. Essai de rayonnement spatial d'absorbant saturable pour laser femtoseconde. Opter. Lett. 39(10), 2831–2834 (2014).

Article ADS PubMed Google Scholar

Quinn, TJ Réalisation pratique de la définition du mètre, y compris les rayonnements recommandés d'autres étalons de fréquence optique (2001). Metrologia 40(2), 103–133 (2003).

Article ADS MathSciNet Google Scholar

Tao, J. et al. Laser à fibre à verrouillage de mode à double longueur d'onde, accordable et commutable, sans bande latérale, basé sur le filtre de Lyot et les pics de rayonnement spontanés. Opter. Express 30(10), 17465–17475 (2022).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Giles, CR & Desurvire, E. Modélisation d'amplificateurs à fibre dopée à l'erbium. J.Lumière. Technol. 9(2), 271–283 (1991).

Article ADS CAS Google Scholar

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Les auteurs reconnaissent le soutien du Korea Research Institute of Standards and Science (23011041, 22011230).

Length Group, Korea Research Institute of Standards and Science, Daejeon, 34113, République de Corée

Yoon-Soo Jang, Jungjae Park et Jonghan Jin

Majeure en mesure de précision, Université des sciences et technologies, Daejeon, 34113, République de Corée

Parc Jungjae et Jonghan Jin

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Y.-SJ a conçu et dirigé les travaux. Y.-SJ a réalisé les expériences. Y.-SJ, JP et JJ ont procédé à l'analyse des données mesurées. Y.-SJ et JJ ont préparé le manuscrit. Tous les auteurs ont examiné le manuscrit.

Correspondance à Jonghan Jin.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Jang, YS., Park, J. & Jin, J. Laser à fibre à maintien de polarisation à mode de fréquence de répétition de 250 MHz réglable en longueur d'onde en bande C complète. Sci Rep 13, 3623 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-30532-z

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Reçu : 16 décembre 2022

Accepté : 24 février 2023

Publié: 03 mars 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-30532-z

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