近日，上海光機所馮衍研究員課題組，在脈衝拉曼光纖激光器研究中取得係列進展。
課題組采用放大自發輻射源作為泵浦，實現了超穩定的鎖模拉曼光纖激光輸出；采用脈衝激光泵浦，實現了超快隨機分布式反饋拉曼光纖激光輸出；基於脈衝泵浦窄線寬拉曼光纖放大器，研製成功拉莫爾重頻的589nm脈衝黃光激光器，提高鈉導星亮度。
以光纖中受激拉曼散射效應作為增益機製的拉曼光纖激光器，其首要優勢是波長靈活性。近年來，拉曼光纖激光器研究發展迅速，波長範圍逐步擴大，輸出功率可達數千瓦。若能獲得高性能的脈衝拉曼光纖激光器，可進一步拓展其應用範圍。
連續波泵浦的鎖模拉曼光纖激光器效率、穩定性等性能遠低於相應的稀土摻雜光纖激光器。作為一種非線性增益的激光器，泵浦激光器由縱模拍頻等引起的時域起伏，會直接傳遞至激光，從而破壞拉曼光纖激光器的穩定性。課題組提出采用時域更為穩定的放大自發輻射源作為泵浦，在1．1mm波段實現了脈寬為1ps的穩定拉曼耗散孤子輸出，射頻譜信噪比達85dB。該研究成果發表於［Opt．Lett．42，5162（2017）］。
脈衝泵浦是產生超短脈衝拉曼光纖激光的有效手段，但是脈衝泵浦需要實時反饋控製以實現泵浦脈衝與腔內激光脈衝的同步，否則將在拉曼脈衝輸出中引入額外的噪聲。基於此，課題組研究提出一種自同步泵浦機製。該機製利用光纖中的分布式瑞利散射反饋實現激光腔長與泵浦脈衝間隔的自匹配，實現了皮秒隨機分布式反饋拉曼光纖激光輸出。利用該脈衝泵浦的光纖激光結構，直接表征了隨機分布式反饋，並首次對隨機激光與放大自發輻射進行了詳細的比較研究。該研究成果發表於［Laser Photon．Rev．12， 1700326（2018）］
拉曼光纖激光技術可用於產生天文自適應光學係統中需要的589nm鈉導星激光器。為克服地磁場對鈉導星亮度的影響，需要重頻約250－500kHz（拉莫爾重頻，依賴於當地地磁場強度），占空比約20％的脈衝窄線寬589nm激光。課題組利用脈衝1120nm激光泵浦的窄線寬拉曼光纖放大器，獲得了所需脈衝體製的1178nm激光，經過外腔諧振倍頻，獲得了17W的拉莫爾重頻589nm鈉導星激光，並成功研製了樣機。該研究成果發表於［Opt． Lett． 42， 4351－4354 （2017）］。由於該激光器在遠程磁場探測上的潛在應用，《激光聚焦世界》（Laser Focus World）以“Sodium guide star at Larmor frequency extends geomagnetic studies”為題進行了報導（2018年1月期）。
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