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上海光机所在宽调谐光纤激光器研究方面取得重要进展

摘要:中科院上海光机所在随机拉曼光纤激光器研究中取得重要进展。冯衍研究员课题组提出了一种超宽调谐的随机拉曼激光器结构,实现了1-1.9μm的连续可调谐的随机拉曼激光输出,最大的输出功率为6.2W,输出波长为1.82μm。

  Iccsz讯 近期,中科院上海光机所空间激光信息技术研究中心冯衍研究员领衔的课题组,在随机拉曼光纤激光器研究中取得重要进展。提出了一种超宽调谐的随机拉曼激光器结构,实现了1-1.9µm的连续可调谐的随机拉曼激光输出,最大的输出功率为6.2W,输出波长为1.82µm。

  2010年,Sergei K. Turitsyn等人报道了一种新型激光器(Nature Photonics 4, 231 - 235 (2010)),其采用标准单模光纤提供拉曼增益,通过其背向瑞利散射提供分布式反馈,产生随机激光输出,并正式提出“随机分布反馈光纤激光器”的概念。相比于传统激光器,随机激光器并没有传统意义的谐振腔,而是利用单模光纤中的瑞利散射效应提供随机分布反馈产生叠加而形成的新型无腔结构的激光器,因此基于随机分布反馈的拉曼光纤激光器具有结构简单、方向性好,输出连续稳定及波长可调谐等特性,在非线性光学、光传感与光通信、生物医学成像、遥感等领域有着广泛的潜在应用前景。

图1.超宽调谐随机拉曼激光器的结构示意图

图2. 1-1.9µm连续可调谐的随机拉曼激光输出光谱图

  本项研究中,将随机拉曼激光器的可调谐特性同级联特性相结合,通过理论分析和实验研究,利用可调谐掺镱光纤激光器泵浦随机拉曼激光器实现~50nm可调谐的随机激光输出,同时结合级联拉曼技术获得宽波段可调谐的随机激光输出。初步的演示实验采用标准的单模光纤作为拉曼增益光纤,获得了300nm连续可调谐的随机拉曼激光输出(Opt. Lett. 41, 215 (2016).),进一步的波长调谐受限于四波混频造成的光谱展宽效应。通过优化拉曼增益光纤的色散,非线性系数以及传输损耗等参数,同时提高可调谐泵浦激光器的输出功率,采用半开放腔的随机拉曼激光器,最终获得了1-1.9µm的连续可调谐的随机拉曼激光输出,最大的输出功率为6.2W,对应的输出波长为1.82µm,该结果发表于Sci. Rep. 7, 42611 (2017).

  该项研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

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