圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所空天激光技術(shù)與系統(tǒng)部周佳琦研究員團(tuán)隊(duì)，在多波長(zhǎng)同步皮秒光纖激光器方面取得進(jìn)展。相關(guān)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(fù)頻率同步的多波長(zhǎng)超快激光在拉曼散射光譜、泵浦探測(cè)、相干光合成和差頻產(chǎn)生等方面具有重要應(yīng)用。目前在光纖激光器中產(chǎn)生同步多波長(zhǎng)超快激光脈沖的方法主要包括鎖模技術(shù)和非線性頻率變換技術(shù)。鎖模技術(shù)主要基于諧振腔結(jié)構(gòu)，不同波長(zhǎng)激光器腔長(zhǎng)失配量被限制在厘米量級(jí)。基于自相位調(diào)制和超連續(xù)譜的非線性頻率變換技術(shù)直接產(chǎn)生的目標(biāo)波長(zhǎng)脈沖能量較低，需要額外稀土摻雜光纖放大器進(jìn)行放大，工作波長(zhǎng)受限于稀土離子發(fā)射譜范圍。

圖2 不同重復(fù)頻率下的光譜演化

研究團(tuán)隊(duì)基于單頻種子注入的級(jí)聯(lián)拉曼光纖放大器，利用增益開關(guān)二極管泵浦，可以產(chǎn)生重復(fù)頻率連續(xù)可調(diào)的多波長(zhǎng)同步高能量皮秒激光(圖1)。在實(shí)驗(yàn)中，以增益開關(guān)二極管作為泵浦源，單頻連續(xù)激光作為種子源，利用級(jí)聯(lián)受激拉曼散射效應(yīng)，可以分別產(chǎn)生以1065 nm、1121 nm和1178 nm為中心的同步多波長(zhǎng)皮秒脈沖。單頻種子注入的拉曼光纖放大器無需復(fù)雜的腔長(zhǎng)匹配，而且可以實(shí)現(xiàn)重頻的靈活調(diào)節(jié)。利用增益開關(guān)二極管作為泵浦源，同步多波長(zhǎng)脈沖的重頻調(diào)節(jié)范圍可達(dá)20 MHz~50 MHz(圖2)。該技術(shù)為產(chǎn)生重復(fù)頻率連續(xù)可調(diào)的同步多波長(zhǎng)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(cè)、相干光合成和差頻產(chǎn)生等應(yīng)用的理想光源。

該項(xiàng)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

審核編輯 黃宇