北大實(shí)現(xiàn)環(huán)形腔摻鉺光纖激光器的高頻飛秒脈沖激光輸出
2013年07月15日 14:6 4805次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)稀土 分類： 稀土
高重復(fù)頻率的飛秒光纖激光器在光學(xué)技術(shù)的很多方面都有重要應(yīng)用，比如：激光頻率梳、高速光采樣，生物成像等。而其產(chǎn)生的傅里葉變換極限脈沖也可以應(yīng)用在多方面，例如高速率相干光通信。
對(duì)于環(huán)形腔摻鉺光纖激光器來(lái)說(shuō)，將腔長(zhǎng)做短使其工作在高重復(fù)頻率并不容易。首先，硅基光纖的摻雜濃度不能太高，這意味著增益光纖不能太短；即便使用最高摻雜的增益光纖，其色散仍是正的，而腔內(nèi)較大的正色散不利于鎖模的啟動(dòng)，并且很難獲得傅里葉變換受限脈沖，必須有一段色散補(bǔ)償光纖。這樣就大大限制了激光器的腔長(zhǎng)及重復(fù)頻率。其次，常規(guī)的泵浦用波分復(fù)用器的長(zhǎng)度也限制了腔長(zhǎng)的縮短。
近日，北京大學(xué)張志剛教授所在的研究小組利用波分復(fù)用準(zhǔn)直器（WDM-collimator）和色散補(bǔ)償?shù)姆椒ǔ晒?shí)現(xiàn)了摻鉺光纖激光器的高頻非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模激光輸出。該研究成果發(fā)表在Chinese Optics Letters2013年第6期上。
WDM-collimator能將一系列波長(zhǎng)不同的光信號(hào)耦合成一束，沿著單根光纖傳輸，然后在接收端再將合成的光信號(hào)分開(kāi)。
實(shí)驗(yàn)中，他們將該復(fù)合器件置于摻鉺光纖激光器中，這樣就大大縮短了激光器腔長(zhǎng)；同時(shí)，他們又采用色散符號(hào)相反的兩種鉺增益光纖，從而可以在不顯著減少增益的情況下實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償。利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模，實(shí)驗(yàn)獲得了較高重復(fù)頻率（325 MHz）的近似傅里葉變換受限飛秒脈沖（123 fs）。
該摻鉺激光器無(wú)需腔外壓縮，自啟動(dòng)的同時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定鎖模，這些對(duì)于其在實(shí)際中的應(yīng)用具有重要意義。
在后續(xù)工作中，該研究組已經(jīng)制備出一種損耗更小的WDM-collimator，能夠進(jìn)一步減少腔內(nèi)損耗，增加腔內(nèi)脈沖能量，并有望實(shí)現(xiàn)摻鉺光纖更高重復(fù)頻率的飛秒脈沖激光。
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