為獲取這種極窄線寬的脈衝激光，該課題組已進行了多年的努力。首先，設計與研製了線寬小於10 kHz的單縱模低噪聲連續波光纖激光器，這種激光器的相對強度噪聲和頻率噪聲分別達到-110dB/Hz和45dB Hz2/Hz；進而，設計與研製了基於空芯光子晶體光纖（HC-PCF）的低壓氣體腔頻率參考，由此實現了對連續波光纖激光器的穩頻，從而解決了注入種子單縱模調Q 光纖激光器的種子激光源問題；在此基礎上，通過消除諸如尾纖型聲光調製器在種子注入單縱模調Q激光運轉中產生頻移等多種不利影響，最終以主動強度調製類Q開關，獲得了極窄線寬的單縱模調Q光纖激光脈衝。目前，該課題組又采用光纖放大技術，已將這種單縱模調Q脈衝的能量提升至0.2mJ，線寬依然小於2MHz，而對於連續波光纖激光，功率則提升至10W，線寬依然保持在40kHz以內。此外，通過合理設計散熱係統和泵浦控製模塊，將這種高功率單縱模連續波和脈衝光纖激光器研製成工程化樣機，已獲得了初步的應用。上述這些進展在近年也分別發表在IEEE Photonics Technology Letters、Applied Optics等期刊上。

單縱模調Q光纖激光器結構示意圖

 

 

調Q光纖激光脈衝的單縱模特性與線寬

 

這種單縱模連續波或脈衝激光光源在物質精細結構分析、精密激光光譜學與高端激光雷達、引力波探測及相幹檢測與傳感等領域具有廣闊的應用前景。該項研究工作得到國家高技術研究發展計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項（B類）等項目的資助。

 

DBR單縱模光纖激光器樣機

 

高功率單縱模光纖激光器樣機