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中國科學(xué)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(shè)備網(wǎng) 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(fā)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(fā)輻射的比較
　　

拉莫爾重頻脈沖589nm鈉導(dǎo)星激光器輸出特性
　　
　　課題組采用放大自發(fā)輻射源作為泵浦，實現(xiàn)了超穩(wěn)定的鎖模拉曼光纖激光輸出；采用脈沖激光泵浦，實現(xiàn)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(dǎo)星亮度。
　　
　　以光纖中受激拉曼散射效應(yīng)作為增益機制的拉曼光纖激光器，其首要優(yōu)勢是波長靈活性。近年來，拉曼光纖激光器研究發(fā)展迅速，波長范圍逐步擴大，輸出功率可達數(shù)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(yīng)用范圍。
　　
　　連續(xù)波泵浦的鎖模拉曼光纖激光器效率、穩(wěn)定性等性能遠低于相應(yīng)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(wěn)定性。課題組提出采用時域更為穩(wěn)定的放大自發(fā)輻射源作為泵浦，在1.1mm波段實現(xiàn)了脈寬為1ps的穩(wěn)定拉曼耗散孤子輸出，射頻譜信噪比達85dB。該研究成果發(fā)表于[Opt.Lett.42,5162(2017)]。
　　
　　脈沖泵浦是產(chǎn)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(xiàn)泵浦脈沖與腔內(nèi)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(xiàn)激光腔長與泵浦脈沖間隔的自匹配，實現(xiàn)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(jié)構(gòu)，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(fā)輻射進行了詳細的比較研究。該研究成果發(fā)表于[Laser Photon.Rev.12, 1700326(2018)]
　　
　　拉曼光纖激光技術(shù)可用于產(chǎn)生天文自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中需要的589nm鈉導(dǎo)星激光器。為克服地磁場對鈉導(dǎo)星亮度的影響，需要重頻約250-500kHz(拉莫爾重頻，依賴于當(dāng)?shù)氐卮艌鰪姸?，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(jīng)過外腔諧振倍頻，獲得了17W的拉莫爾重頻589nm鈉導(dǎo)星激光，并成功研制了樣機。該研究成果發(fā)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(yīng)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(dǎo)(2018年1月期)。
　　
　　編輯點評
　　
　　中國科學(xué)院上海光學(xué)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(guī)模最大的激光專業(yè)研究所，成立于1964年，已發(fā)展成為以探索現(xiàn)代光學(xué)重大基礎(chǔ)及應(yīng)用基礎(chǔ)前沿研究、發(fā)展大型激光工程技術(shù)并開拓激光與光電子高技術(shù)應(yīng)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(xiàn)了其在拉曼領(lǐng)域領(lǐng)先的技術(shù)實力和領(lǐng)導(dǎo)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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