【儀器交易網(wǎng) 專(zhuān)題報道】近日,上海光機所馮衍研究員課題組,在脈沖拉曼光纖激光器研究中取得系列進(jìn)展。
以光纖中受激拉曼散射效應作為增益機制的拉曼光纖激光器,其要是波長(cháng)靈活性。近年來(lái),拉曼光纖激光器研究發(fā)展迅速,波長(cháng)范圍逐步擴大,輸出功率可達數千瓦。若能獲得高性能的脈沖拉曼光纖激光器,可進(jìn)一步拓展其應用范圍。
連續波泵浦的鎖模拉曼光纖激光器效率、穩定性等性能遠低于相應的稀土摻雜光纖激光器。作為一種非線(xiàn)性增益的激光器,泵浦激光器由縱模拍頻等引起的時(shí)域起伏,會(huì )直接傳遞至激光,從而破壞拉曼光纖激光器的穩定性。課題組提出采用時(shí)域更為穩定的放大自發(fā)輻射源作為泵浦,在1.1mm波段實(shí)現了脈寬為1ps的穩定拉曼耗散孤子輸出,射頻譜信噪比達85dB。
脈沖泵浦是產(chǎn)生超短脈沖拉曼光纖激光的?#34892;?#25163;段,但是脈沖泵?#20013;?#35201;實(shí)時(shí)反饋控制以實(shí)現泵浦脈沖與腔內激光脈沖的同步,否則將在拉曼脈沖輸出中引入額外的噪聲。基于此,課題組研究提出一種自同步泵浦機制。該機制利用光纖中的分布式瑞利散射反饋實(shí)現激光腔長(cháng)與泵浦脈沖間隔的自匹配,實(shí)現了皮秒隨機分布式反饋拉曼光纖激光輸出。利用該脈沖泵浦的光纖激光結構,直接表征了隨機分布式反饋,并次對隨機激光與放大自發(fā)輻射進(jìn)行了詳細的比較研究。
2004年起,中物院應用電子所選取脈沖體制鈉導星技術(shù)路線(xiàn),圍繞固體激光腔外、頻鈉導星等目標啟動(dòng)該項攻關(guān),逐步實(shí)現可持續發(fā)展技術(shù)方案設計及脈沖激光譜線(xiàn)控制、高能量激光定標放大、率和頻等多項突破。該所于2012年在次研制出大于300毫焦耳單脈沖能量鈉導星激光器,實(shí)現平均功率19瓦、重頻50赫茲,在次實(shí)現鈉導?#33108;?#20809;單幀波面的探測與閉環(huán)。在此基礎上,今年中物院鈉導星激光器項目組利用高能量基頻激光放大技術(shù)、譜線(xiàn)閉環(huán)控制技術(shù)、率遠場(chǎng)激光和頻技術(shù)等方面的重要突破,將鈉導星激光器平均功率進(jìn)一步提高至81瓦,該平均功率是當今上全固態(tài)鈉導星激光器的zui高水平。
新研制的高性能鈉導星激光器具備譜線(xiàn)、高平均功率、高光束質(zhì)量等特點(diǎn)。在光譜方面,激光器波長(cháng)與鈉原子吸收譜線(xiàn)穩定、對準,精度達到0.2皮米;在頻域方面,激光譜線(xiàn)寬度達到亞GHz,可謂“不胖不瘦”。此外,由于其采用1064nm、1319nm固體激光和頻技術(shù),科研人員還突破了高功率下兩臺激光器時(shí)域與空域同步技術(shù)、激光線(xiàn)寬?#36203;?#25216;術(shù)、率和頻技術(shù)等多項難點(diǎn)。未來(lái),該研究成果將在天文觀(guān)測、大氣觀(guān)測、激光大氣傳輸等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
