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(shù)研究中心馮衍研究員領(lǐng)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(jié)構(gòu)，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(yīng)提供隨機分布反饋產(chǎn)生疊加而形成的新型無腔結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué)、光傳感與光通信、生物醫(yī)學(xué)成像、遙感等領(lǐng)域有著廣泛的潛在應(yīng)用前景。

圖1.超寬調(diào)諧隨機拉曼激光器的結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)合級聯(lián)拉曼技術(shù)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(yīng)。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(yīng)的輸出波長為1.82µm，該結(jié)果發(fā)表于Sci. Rep. 7, 42611 (2017).

　　該項研究得到了國家自然科學(xué)基金項目的支持。