近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率光纖激光技術實驗室在鎖模拉曼光纖激光器研究方麵取得新進展。采用全保偏的非線性光學環形鏡鎖模，獲得高性能線偏振耗散孤子拉曼激光輸出，激光脈衝的時域穩定性大幅度提高；在鎖模拉曼光纖激光器中引入脈衝峰值功率鉗製效應，實現了高能量的矩形脈衝輸出。
拉曼光纖激光器以光纖中的受激拉曼散射效應作為增益機製，具有波長靈活的優勢。在拉曼光纖激光器中實現脈衝激光輸出，可以有效拓展脈衝激光的應用範圍。
在眾多基礎科學研究和生物醫療領域中往往需要特殊波長的超短脈衝激光為線偏振。針對這一需求，課題組采用非線性光學環形鏡鎖模的方式搭建全保偏的激光器諧振腔，並在諧振腔內加入起偏元件來保證輸出激光的線偏振狀態。同時，研究人員根據光纖中的拉曼散射響應速度極快的特點，采用時域更為穩定的放大自發輻射源作為泵浦，並在諧振腔內引入耗散機製實現了拉曼耗散孤子輸出，有效提升了拉曼超快激光的整體性能。得到的拉曼超快激光脈衝重複頻率為1.23 MHz，最大的脈衝能量和最小的脈衝寬度分別為1.23 nJ和63 ps，射頻譜信噪比高達85 dB。相關研究成果已發表在［Optics Express 27， 17905 （2019）］上。
為提高鎖模拉曼光纖激光器輸出脈衝能量，課題組在非線性光學環形鏡鎖模機製下，通過優化環形鏡長度引入脈衝峰值功率鉗製效應，使脈衝能量和脈衝寬度隨泵浦功率提升而增大且不會發生脈衝分裂。最終獲得了高能量的線偏振矩形拉曼脈衝輸出，輸出脈衝的最大能量為64.1 nJ，最大脈衝寬度為25.1 ps。與此同時，還觀察到了拉曼脈衝的時域形狀隨著泵浦功率提升而由普通矩形脈衝慢慢演化為階梯狀矩形脈衝的現象。相關研究成果已發表在［Journal of Lightwave Technology 37， 1333 （2019）］上。
相關研究得到國家自然科學基金和中國博士後科學基金的支持。
圖1． 線偏振的拉曼耗散孤子輸出的射頻譜特性
圖2． 矩形拉曼脈衝時域形狀與泵浦功率的關係
拉曼光纖激光器以光纖中的受激拉曼散射效應作為增益機製，具有波長靈活的優勢。在拉曼光纖激光器中實現脈衝激光輸出，可以有效拓展脈衝激光的應用範圍。
在眾多基礎科學研究和生物醫療領域中往往需要特殊波長的超短脈衝激光為線偏振。針對這一需求，課題組采用非線性光學環形鏡鎖模的方式搭建全保偏的激光器諧振腔，並在諧振腔內加入起偏元件來保證輸出激光的線偏振狀態。同時，研究人員根據光纖中的拉曼散射響應速度極快的特點，采用時域更為穩定的放大自發輻射源作為泵浦，並在諧振腔內引入耗散機製實現了拉曼耗散孤子輸出，有效提升了拉曼超快激光的整體性能。得到的拉曼超快激光脈衝重複頻率為1.23 MHz，最大的脈衝能量和最小的脈衝寬度分別為1.23 nJ和63 ps，射頻譜信噪比高達85 dB。相關研究成果已發表在［Optics Express 27， 17905 （2019）］上。
為提高鎖模拉曼光纖激光器輸出脈衝能量，課題組在非線性光學環形鏡鎖模機製下，通過優化環形鏡長度引入脈衝峰值功率鉗製效應，使脈衝能量和脈衝寬度隨泵浦功率提升而增大且不會發生脈衝分裂。最終獲得了高能量的線偏振矩形拉曼脈衝輸出，輸出脈衝的最大能量為64.1 nJ，最大脈衝寬度為25.1 ps。與此同時，還觀察到了拉曼脈衝的時域形狀隨著泵浦功率提升而由普通矩形脈衝慢慢演化為階梯狀矩形脈衝的現象。相關研究成果已發表在［Journal of Lightwave Technology 37， 1333 （2019）］上。
相關研究得到國家自然科學基金和中國博士後科學基金的支持。
圖1． 線偏振的拉曼耗散孤子輸出的射頻譜特性
圖2． 矩形拉曼脈衝時域形狀與泵浦功率的關係
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