華日激光超快光纖激光實驗室基於(yu) NALM鎖模技術，優(you) 化光學設計、電學控製與(yu) 機械封裝，研製出可自啟動的微型飛秒和皮秒9字腔激光種子源。

超快激光技術在精密測量、航天航空、工業(ye) 生產(chan) 、生物醫療以及科學研究等領域有著重要的應用。作為(wei) 超快激光的核心組件，目前市麵上大部分皮秒和飛秒種子源都使用半導體(ti) 可飽和吸收鏡（Semiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM）鎖模。

這種基於(yu) SESAM的被動鎖模方案技術成熟，自2016年起已在華日激光實現批量化生產(chan) 。然而，種子源內(nei) 部的核心器件SESAM目前嚴(yan) 重依賴進口，並且SESAM本身存在損傷(shang) 閾值低、恢複時間長等劣勢，導致皮秒和飛秒種子源輸出功率偏低。

相較而言，基於(yu) 非線性放大環形鏡（Nonlinearamplifyingloopmirror，NALM）原理的新型全光纖振蕩器無SESAM器件，具有噪聲低、壽命長等優(you) 點，在低噪聲脈衝(chong) 放大、光學頻率梳等先進激光技術與(yu) 應用領域展現出巨大潛力。

圖1：全光纖9字腔結構示意圖； 圖2：Sagnac環透射率隨非線性相移量的變化

全光纖NALM激光器一般呈9字型結構，故也被稱為(wei) 9字腔激光器，其通過引入非線性相移和非對稱分布的Sagnac環來實現鎖模（圖1）。光脈衝(chong) 經過耦合器進入環行腔後，分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 沿相反方向傳(chuan) 輸的脈衝(chong) 。由於(yu) 環內(nei) 增益光纖位置的非對稱性，導致兩(liang) 路光脈衝(chong) 經曆的非線性效應不同，兩(liang) 脈衝(chong) 重新在耦合器處相遇並發生幹涉時，各自積累的非線性相移不同（圖2）。相位差在2π時兩(liang) 脈衝(chong) 相幹相長，相位差在π時兩(liang) 脈衝(chong) 相幹相消，Sagnac環展現出類似於(yu) 可飽和吸收體(ti) 的強光高透、弱光低透的光開光特性，可以實現鎖模。

同時，Sagnac環具有顯著的光濾波特性，對脈衝(chong) 時/頻域中強度較高部分高透，強度較低部分低透，可有效抑製噪聲，形成穩定、低噪聲的超短脈衝(chong) 輸出。

華日激光超快光纖激光實驗室（Huaray UFLL）基於(yu) NALM鎖模技術，優(you) 化光學設計、電學控製與(yu) 機械封裝，研製出可自啟動的微型飛秒和皮秒9字腔激光種子源。

圖3：飛秒種子光譜

圖4：皮秒種子光譜

圖5：飛秒種子源功率穩定性

激光器使用全保偏光纖方案，結合華日專(zhuan) 利技術調教，壽命長、噪聲低、穩定性高。飛秒種子源中心波長1030 nm，重複頻率20-100 MHz可定製，光譜寬度>15 nm，脈寬可壓縮至<100 fs，烤機功率波動RMS <0.3%，相對強度噪聲RIN <-150 dBc/Hz @100 kHz；皮秒種子源中心波長1064 nm, 重複頻率20-100 MHz可定製, 光譜寬度<0.6 nm，脈衝(chong) 寬度10 ps。

以上技術突破，對華日激光超快激光產(chan) 品線來說，可謂突破性創新，華日激光在超快激光器技術領域，已進入國際領先水平。