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中國科學院上海光機所脈沖拉曼光纖激光器研究獲進展

作者： 2018年05月23日來源：全球化工設備網瀏覽量：

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近日，上海光機所馮衍研究員課題組，在脈沖拉曼光纖激光器研究中取得系列進展。　　拉曼耗散孤子輸出的射頻譜特性　　皮秒脈沖泵浦下隨機分布式反饋拉曼光纖激光輸出與放大自發輻射的比較

近日，上海光機所馮衍研究員課題組，在脈沖拉曼光纖激光器研究中取得系列進展。

拉曼耗散孤子輸出的射頻譜特性

皮秒脈沖泵浦下隨機分布式反饋拉曼光纖激光輸出與放大自發輻射的比較

拉莫爾重頻脈沖589nm鈉導星激光器輸出特性

　　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；采用脈沖激光泵浦，實現了超快隨機分布式反饋拉曼光纖激光輸出；基于脈沖泵浦窄線寬拉曼光纖放大器，研制成功拉莫爾重頻的589nm脈沖黃光激光器，提高鈉導星亮度。

　　以光纖中受激拉曼散射效應作為增益機制的拉曼光纖激光器，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，波長范圍逐步擴大，輸出功率可達數千瓦。若能獲得高性能的脈沖拉曼光纖激光器，可進一步拓展其應用范圍。

　　連續波泵浦的鎖模拉曼光纖激光器效率、穩定性等性能遠低于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。該研究成果發表于[Opt.Lett.42,5162(2017)]。

　　脈沖泵浦是產生超短脈沖拉曼光纖激光的有效手段，但是脈沖泵浦需要實時反饋控制以實現泵浦脈沖與腔內激光脈沖的同步，否則將在拉曼脈沖輸出中引入額外的噪聲。基于此，課題組研究提出一種自同步泵浦機制。該機制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沖間隔的自匹配，實現了皮秒隨機分布式反饋拉曼光纖激光輸出。利用該脈沖泵浦的光纖激光結構，直接表征了隨機分布式反饋，并首次對隨機激光與放大自發輻射進行了詳細的比較研究。該研究成果發表于[Laser Photon.Rev.12, 1700326(2018)]

　　拉曼光纖激光技術可用于產生天文自適應光學系統中需要的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，依賴于當地地磁場強度)，占空比約20%的脈沖窄線寬589nm激光。課題組利用脈沖1120nm激光泵浦的窄線寬拉曼光纖放大器，獲得了所需脈沖體制的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，并成功研制了樣機。該研究成果發表于[Opt. Lett. 42, 4351-4354 (2017)]。由于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)。

　　編輯點評

　　中國科學院上海光學精密機械研究所（簡稱中科院上海光機所）是中國建立最早、規模最大的激光專業研究所，成立于1964年，已發展成為以探索現代光學重大基礎及應用基礎前沿研究、發展大型激光工程技術并開拓激光與光電子高技術應用為重點的綜合性研究所。此次上海光機所脈沖拉曼光纖激光器研究取得進展也體現了其在拉曼領域領先的技術實力和領導地位。

　　(原標題：上海光機所脈沖拉曼光纖激光器研究取得進展)

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