上海光機所在寬調諧光纖激光器研究方面取得重要進(jìn)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(jìn)展。提出了一種超寬調諧的隨機拉曼激光器結構，實(shí)現了1-1.9µm的連續可調諧的隨機拉曼激光輸出，最大的輸出功率為6.2W，輸出波長(cháng)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(guò)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。相比于傳統激光器，隨機激光器并沒(méi)有傳統意義的諧振腔，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(wú)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(jiǎn)單、方向性好，輸出連續穩定及波長(cháng)可調諧等特性，在非線(xiàn)性光學(xué)、光傳感與光通信、生物醫學(xué)成像、遙感等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的潛在應用前景。

圖1.超寬調諧隨機拉曼激光器的結構示意圖

圖2. 1-1.9µm連續可調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諧特性同級聯(lián)特性相結合，通過(guò)理論分析和實(shí)驗研究，利用可調諧摻鐿光纖激光器泵浦隨機拉曼激光器實(shí)現～50nm可調諧的隨機激光輸出，同時(shí)結合級聯(lián)拉曼技術(shù)獲得寬波段可調諧的隨機激光輸出。初步的演示實(shí)驗采用標準的單模光纖作為拉曼增益光纖，獲得了300nm連續可調諧的隨機拉曼激光輸出(Opt. Lett. 41, 215 (2016).)，進(jìn)一步的波長(cháng)調諧受限于四波混頻造成的光譜展寬效應。通過(guò)優(yōu)化拉曼增益光纖的色散，非線(xiàn)性系數以及傳輸損耗等參數，同時(shí)提高可調諧泵浦激光器的輸出功率，采用半開(kāi)放腔的隨機拉曼激光器，最終獲得了1-1.9µm的連續可調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(cháng)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(xué)基金項目的支持。