圖1 實驗裝置示意圖

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所空天激光技術與系統(tǒng)部周佳琦研究員團隊，在多波長同步皮秒光纖激光器方面取得進展。相關成果以“Synchronized multi-wavelength picosecond pulse generation by a single-frequency laser seeded Raman fiber amplifier”為題，發(fā)表在Optics Letters上。

重復頻率同步的多波長超快激光在拉曼散射光譜、泵浦探測、相干光合成和差頻產生等方面具有重要應用。目前在光纖激光器中產生同步多波長超快激光脈沖的方法主要包括鎖模技術和非線性頻率變換技術。鎖模技術主要基于諧振腔結構，不同波長激光器腔長失配量被限制在厘米量級。基于自相位調制和超連續(xù)譜的非線性頻率變換技術直接產生的目標波長脈沖能量較低，需要額外稀土摻雜光纖放大器進行放大，工作波長受限于稀土離子發(fā)射譜范圍。

圖2 不同重復頻率下的光譜演化

研究團隊基于單頻種子注入的級聯(lián)拉曼光纖放大器，利用增益開關二極管泵浦，可以產生重復頻率連續(xù)可調的多波長同步高能量皮秒激光(圖1)。在實驗中，以增益開關二極管作為泵浦源，單頻連續(xù)激光作為種子源，利用級聯(lián)受激拉曼散射效應，可以分別產生以1065 nm、1121 nm和1178 nm為中心的同步多波長皮秒脈沖。單頻種子注入的拉曼光纖放大器無需復雜的腔長匹配，而且可以實現(xiàn)重頻的靈活調節(jié)。利用增益開關二極管作為泵浦源，同步多波長脈沖的重頻調節(jié)范圍可達20 MHz~50 MHz(圖2)。該技術為產生重復頻率連續(xù)可調的同步多波長皮秒脈沖提供了新的途徑，有望成為拉曼散射光譜、泵浦探測、相干光合成和差頻產生等應用的理想光源。

該項工作得到了國家重點研發(fā)計劃、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、國家自然科學基金的支持。

審核編輯 黃宇