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合肥研究院在光纤激光频率梳研究中取得进展

来源:中国科学院网

  发布:johnny

关键词:光纤激光 合肥研究院

2018-06-12

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所研究员毛庆和课题组发展了一种新型双倍周期锁模(PD-ML)光学频率梳技术,通过研究PD-ML的反馈机制及内在关联特性,实现了重频可大范围切换的光纤激光频率梳,该项工作发表在光学期刊Optics Express(2018,26(1),577-585)上。

  光纤激光频率梳具有结构简单、成本低、操作方便等优点,应用广泛。在诸如精密激光光谱和微波光子学等应用领域,梳齿间距是一个非常重要的参数。光纤激光频率梳的梳齿间距主要由模锁脉冲重复频率决定,而重复频率依赖于腔长,若需对梳齿间距进行较大调整,则需重新设计激光器腔长,这给实际应用带来了极大困难。

  在前期研制的低噪声光纤激光频率梳基础上,该课题组通过在腔内引入低色散光纤,通过调控泵浦功率,实现了对激光器基本周期锁模(FML)和PD-ML的有效控制以及二者之间的开关切换。并且,通过优化FML与PD-ML可切换的光纤激光器结构参数设计,实现了激光器在两种工作模式下输出脉冲特性几乎相同;由此实验证明了PD-ML产生的新梳齿与FML梳齿密切相关,且具有相同的载波包络偏置频率,从而可通过控制泵浦和腔长来实现PD-ML激光器载波包络偏移频率和重复频率的锁定。不仅如此,采用结构和参数完全相同的f-2f自差拍系统及锁定电子学电路,在同一台光纤激光器上得到了PD-ML和FML两种工作模式下的光梳,重复率分别为104.66和209.32 MHz,且仅通过调整泵浦驱动大小就实现了两种重复率间的开关切换。

  这种新型可开关切换重复率的光梳在光学频率计量、相干光脉冲合成、微波光子学等领域具有潜在的重要应用。该项研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)等的资助。

(a)双倍周期锁模光纤激光频率梳结构,1s 计数门控时间下(b) fr 和 (c) fr/2 信号锁定后实时抖动。