奥创光子自主研发的飞秒9字腔全光纤激光器新成果！

超快激光技术在科研、工业以及生物医学等领域均有着重要且广泛的应用。基于可饱和吸收体的被动锁模技术是产生超快激光的重要手段。材料可饱和吸收体超快光纤激光器能够很容易实现自启动，但材料可饱和吸收体本身的损伤阈值低、响应恢复时间普遍大于脉冲脉宽，容易导致脉冲间的连续光以及背景噪声的放大，导致锁模不稳定。

相较而言，基于Kerr非线性效应的人工可饱和吸收体具有损伤阈值高、恢复时间超快、成本效益高的优点。非线性放大环镜（Nonlinear amplifying loop mirror, NALM）作为一种常见的人工可饱和吸收体，其对波长不敏感、还可以与保偏光纤结合以提高激光器抵抗环境干扰的能力。

NALM是利用Sagnac干涉仪的光开关特性实现锁模，即对同一光脉冲中不同光强部分的透过率不同：对强光高透，对弱光高反。此时的作用等效于可饱和吸收体。对于NALM锁模，谐振腔中的光经过不等比例分光耦合器后，形成两个方向相反传输的光束，这两路光通过相同的距离后重新在耦合器处汇合。由于各自的光强不同，在经过同样的光程后，由强度依赖的自相位调制(Self-phase modulation, SPM)、交叉相位调制(Cross phasemodulation, XPM)等非线性效应导致两束光的非线性相移不同，并在耦合器处发生干涉效应。由于Sagnac干涉仪的开关特性，导致干涉脉冲的前后沿因强度较弱而被反射，中间部分透过，又由于光路是个环路，脉冲在腔中反复通过耦合器，脉冲的中央部分能量越来越高，最终形成稳定超短脉冲输出。

为了使基于NALM的光纤激光器能够实现自启动，通常需要一段长光纤来积累足够的非线性相移，这就使得锁模脉冲的重复频率较低。近年来，由法拉第旋转器和玻片组成的非互易性相移器的引入克服了这一问题，使得环形镜能够在一个紧凑的反射模式下工作，优化NALM锁模光纤激光器自启动能力的同时极大提高了脉冲的重复频率。为区别传统8字腔光纤激光器，人们将其命名为9字腔光纤激光器。

9字腔光纤激光器结构示意图

经过科研人员的不断努力和尝试，奥创光子自主研发了飞秒9字腔光纤激光器，通过色散管理技术实现超窄脉宽激光输出。该9字腔光纤激光器采用全保偏光纤方案，具备高稳定性、低相位噪声，并能够快速启动锁模。该激光器中心波长为1030nm，重复频率在30MHZ~100MHz可调，光谱宽度＞15nm，脉冲宽度可低至100fs。作为放大器的种子源，该9字腔光纤激光器易于集成、免维护，能够实现24小时全天候不间断操作。同时，其也将成为光学频率梳、分子光谱学、非线性成像等应用领域的理想光源。

9字腔光纤激光器输出脉冲的光谱及自相关曲线

奥创光子自2018年创立以来，公司已申请60余项专利，已掌握了高能高功率飞秒脉冲放大技术、啁啾体布拉格光栅色散补偿技术、波长转换等关键核心技术，结合自主设计制造的超快种子源、温度调谐式啁啾光纤光栅等核心器件已成功推出系列化飞秒激光器产品，并在国内率先实现工业领域批量出货，打破了该领域被国外产品长期垄断的局面。

目前奥创光子不断迎合当前市场对于航天航空，新能源锂电，电子消费等高端精密行业的发展节奏壮大自身，不断为先进制造产业转型升级夯实基础，促进发展。

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