自主化核心器件——9字腔飛秒光纖激光器新進展！

奧創光子繼本年度第三季度完成高重複頻率、窄脈寬飛秒9字腔鎖模振蕩器開發後，針對大能量啁啾脈衝(chong) 放大（CPA）係統的種子源需求，近期在上述產(chan) 品基礎上又推出了高單脈衝(chong) 能量的9字腔鎖模飛秒激光振蕩器。

基於(yu) 非線性放大環形鏡（NALM）結構的非線性光纖光學裝置對環形腔內(nei) 色散、非線性相移等物理量十分敏感，尤其是基於(yu) NALM搭建的鎖模激光器，其鎖模特性和鎖模脈衝(chong) 質量受到NALM自身特性的影響。為(wei) 了獲得較大的單脈衝(chong) 能量，鎖模光纖激光器諧振腔長度通常比較長，由此引入的色散和非線性相移積累需要與(yu) 鎖模激光器的其它色散器件、增益器件相平衡。為(wei) 此，奧創光子自製了具有較大色散係數的啁啾光纖光柵作為(wei) 9字腔激光器的一個(ge) 腔鏡，兼具色散補償(chang) 和反饋/輸出脈衝(chong) 的功能。該啁啾光纖光柵采用飛秒紫外激光光刻技術製作，峰值反射率達到35%，反射譜曲線如圖1，可見光譜調製甚微，並具有良好的邊模抑製比；其色散係數在光纖光柵工藝製程中通過調節幹涉光路來實現精準調控。

圖1. 奧創光子自製啁啾光纖光柵反射譜

9字腔鎖模光纖激光器的另一個核心器件是相移器，它是9字腔內實現可飽和吸收效應的關鍵器件，其相移精度、光纖耦合插損等在奧創光子器件實驗室被精確調校，充分保障了該器件用於鎖模光纖激光器的參數穩定性、準確性。奧創光子研製的低插損π/2相移器產品實物如圖2所示。

圖2. 奧創光子自製保偏光纖輸入輸出π/2相移器產(chan) 品照片

將上述兩個核心光纖無源器件接入9字腔內，在合適的泵浦強度下，還需要精細優化腔內每一器件的尾纖長度來平衡腔內淨色散、相移量，方可啟動鎖模。在啁啾光纖光柵腔鏡色散補償量一定的前提下，我們測試了9字腔內不同位置無源光纖長度對輸出脈衝激光的影響，以及不同腔長條件下的鎖模效果。在穩定輸出單脈衝鎖模序列的前提下，該9字腔鎖模腔型能夠實現重複頻率19.8 MHz~32.2 MHz的寬光譜鎖模脈衝。鎖模脈衝序列及典型光譜見圖3。該鎖模激光器輸出的單脈衝能量最高達到了0.67 nJ，可為全光纖CPA係統提供充足的信號強度，有利於後續光纖放大器的高信噪比放大。

圖3. 基於(yu) 自製核心器件的9字腔鎖模光纖激光器輸出特性：

a.鎖模脈衝(chong) 序列；b.鎖模光譜

目前奧創光子的9字腔鎖模光纖激光種子源已具備了覆蓋20 MHz~100 MHz重複頻率的能力，經腔外色散補償後可獲得亞百飛秒至500 fs的超短脈衝。該係列化產品的大範圍重複頻率可訂製特點，可滿足在包括光頻梳、高能脈衝放大等不同飛秒激光應用領域的推廣；其低損傷風險、長壽命的特點也開辟了向空天、水下等應用場合的擴展。

奧創光子技術有限公司是一家專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事工業(ye) 級飛秒激光器及其核心器件研發、生產(chan) 與(yu) 應用的國家高新技術企業(ye) 。總部坐落於(yu) 浙江省杭州市，目前擁有約10000平方米光學潔淨室和辦公區。公司創始核心團隊由中科院西安光學精密機械研究所國家重點實驗室核心隊伍及海歸超快激光器工程化專(zhuan) 家共同組成，其中包括國家萬(wan) 人計劃專(zhuan) 家、國際知名超快激光器企業(ye) 首席設計師等，是目前國內(nei) 超快激光領域的先行者和引領者。

自2018年創立以來，公司已申請150餘項專利，已擁有核心技術包括NALM全光纖長壽命鎖模種子源量產工藝、高階色散可調控CFBG製作工藝、拋物脈衝高保真光纖CPA技術、高增益innoslab放大器封裝工藝及技術等，結合100%自主設計的超快種子源、溫度調諧式啁啾光纖光柵等核心器件，已成功推出千瓦級、毫焦級、超短脈寬等係列化飛秒激光器產品，並在國內率先實現工業領域批量出貨，年量產出貨超過500台，打破了該領域被國外產品長期壟斷的局麵。

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