近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室、杭州光學精密機械研究所羅素先進光波科學中心、艾菲博（寧波）光電科技有限責任公司與(yu) 武漢理工大學在利用反諧振空芯光纖實現超短脈衝(chong) 激光精密同步方麵取得進展。研究團隊首次報道了基於(yu) 反諧振空芯光纖的超短脈衝(chong) 激光主動同步技術，實現了寬帶超短脈衝(chong) 激光的低噪高效傳(chuan) 輸和精密時間控製，同步精度達到2．23 fs （RMS）。相關(guan) 研究成果以“Highly stable， flexible delivery of microjoule－level ultrafast pulses in vacuumized anti－resonant hollow－core fibers for active synchronization”為(wei) 題發表於(yu) Optics Letters。

基於(yu) 超短脈衝(chong) 激光的高精度同步控製技術已廣泛應用於(yu) 各種加速器和強激光裝置，極大地提高了大型科學裝置的時間控製精度。高精度時間同步的關(guan) 鍵是確保超短脈衝(chong) 激光的長距離穩定傳(chuan) 輸。而傳(chuan) 統的石英光纖難以實現單脈衝(chong) 能量微焦以上超短脈衝(chong) 激光的高性能傳(chuan) 輸。這是因為(wei) 微焦量級的超短脈衝(chong) 激光具有較高的峰值功率，脈衝(chong) 在纖芯為(wei) 熔融石英的光纖中傳(chuan) 輸時會(hui) 迅速積累過多的非線性，導致脈衝(chong) 在時域和頻域上失真。

針對這一問題，研究團隊使用反諧振空芯光纖實現單脈衝(chong) 能量微焦量級，脈衝(chong) 寬度小於(yu) 200 fs的超短激光脈衝(chong) 的穩定高效傳(chuan) 輸，並成功用於(yu) 高精度激光脈衝(chong) 同步研究。超短激光脈衝(chong) 在抽真空的反諧振空芯光纖中傳(chuan) 輸時，由於(yu) 氣體(ti) 非線性效應得到有效抑製，其光譜和脈寬基本保持不變，光纖輸出端激光脈衝(chong) 在平均功率和光譜穩定性方麵與(yu) 輸入端相當。得益於(yu) 波導特性，輸出激光指向穩定性從(cong) 6 μrad提升到1 μrad。經10 m空芯光纖傳(chuan) 輸後，激光脈衝(chong) 在90分鍾內(nei) 抖動可以控製在2．23 fs （RMS）。該研究驗證了基於(yu) 反諧振空芯光纖超快光—光同步的可行性，指出了反諧振空芯光纖在大型激光和加速器裝置時間同步控製方麵的應用潛力。

相關(guan) 工作得到了國家自然科學基金，國家博士後創新人才支持計劃，中國博士後科學基金，中國科學院基礎研究領域青年團隊計劃，上海市科技創新行動計劃基礎研究項目，張江實驗室建設與(yu) 運行項目的支持。

圖1 實驗光路及反諧振空芯光纖截麵圖

圖2 光纖入射端（a－c）和出射端（d－f）脈衝(chong) 平均功率（a，d）、指向穩定性（b，e）及光譜穩定性測量（c，f）。

圖3 （a）平衡光學互相關(guan) 原理圖，（b）互相關(guan) 曲線，（c）開環時間抖動，（d）閉環時間抖動。