上海光機所在寬調(diào)諧光纖激光器研究方面取得重要進展

　　Iccsz訊 近期，中科院上海光機所空間激光信息技術研究中心馮衍研究員領銜的課題組，在隨機拉曼光纖激光器研究中取得重要進展。提出了一種超寬調(diào)諧的隨機拉曼激光器結構，實現(xiàn)了1-1.9µm的連續(xù)可調(diào)諧的隨機拉曼激光輸出，最大的輸出功率為6.2W，輸出波長為1.82µm。

　　2010年，Sergei K. Turitsyn等人報道了一種新型激光器(Nature Photonics 4, 231 - 235 (2010))，其采用標準單模光纖提供拉曼增益，通過其背向瑞利散射提供分布式反饋，產(chǎn)生隨機激光輸出，并正式提出“隨機分布反饋光纖激光器”的概念。相比于傳統(tǒng)激光器，隨機激光器并沒有傳統(tǒng)意義的諧振腔，而是利用單模光纖中的瑞利散射效應提供隨機分布反饋產(chǎn)生疊加而形成的新型無腔結構的激光器，因此基于隨機分布反饋的拉曼光纖激光器具有結構簡單、方向性好，輸出連續(xù)穩(wěn)定及波長可調(diào)諧等特性，在非線性光學、光傳感與光通信、生物醫(yī)學成像、遙感等領域有著廣泛的潛在應用前景。

圖1.超寬調(diào)諧隨機拉曼激光器的結構示意圖

圖2. 1-1.9µm連續(xù)可調(diào)諧的隨機拉曼激光輸出光譜圖

　　本項研究中，將隨機拉曼激光器的可調(diào)諧特性同級聯(lián)特性相結合，通過理論分析和實驗研究，利用可調(diào)諧摻鐿光纖激光器泵浦隨機拉曼激光器實現(xiàn)～50nm可調(diào)諧的隨機激光輸出，同時結合級聯(lián)拉曼技術獲得寬波段可調(diào)諧的隨機激光輸出。初步的演示實驗采用標準的單模光纖作為拉曼增益光纖，獲得了300nm連續(xù)可調(diào)諧的隨機拉曼激光輸出(Opt. Lett. 41, 215 (2016).)，進一步的波長調(diào)諧受限于四波混頻造成的光譜展寬效應。通過優(yōu)化拉曼增益光纖的色散，非線性系數(shù)以及傳輸損耗等參數(shù)，同時提高可調(diào)諧泵浦激光器的輸出功率，采用半開放腔的隨機拉曼激光器，最終獲得了1-1.9µm的連續(xù)可調(diào)諧的隨機拉曼激光輸出，最大的輸出功率為6.2W，對應的輸出波長為1.82µm，該結果發(fā)表于Sci. Rep. 7, 42611 (2017).

　　該項研究得到了國家自然科學基金項目的支持。