近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機械研究所研究員毛慶和課題組發(fā)展了一種新型雙倍周期鎖模（PD-ML）光學(xué)頻率梳技術(shù)，通過研究PD-ML的反饋機制及內(nèi)在關(guān)聯(lián)特性，實現(xiàn)了重頻可大范圍切換的光纖激光頻率梳，該項工作發(fā)表在光學(xué)期刊Optics Express(2018,26(1),577-585)上。
光纖激光頻率梳具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作方便等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。在諸如精密激光光譜和微波光子學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域，梳齒間距是一個非常重要的參數(shù)。光纖激光頻率梳的梳齒間距主要由模鎖脈沖重復(fù)頻率決定，而重復(fù)頻率依賴于腔長，若需對梳齒間距進行較大調(diào)整，則需重新設(shè)計激光器腔長，這給實際應(yīng)用帶來了極大困難。
在前期研制的低噪聲光纖激光頻率梳基礎(chǔ)上，該課題組通過在腔內(nèi)引入低色散光纖，通過調(diào)控泵浦功率，實現(xiàn)了對激光器基本周期鎖模（FML）和PD-ML的有效控制以及二者之間的開關(guān)切換。并且，通過優(yōu)化FML與PD-ML可切換的光纖激光器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計，實現(xiàn)了激光器在兩種工作模式下輸出脈沖特性幾乎相同；由此實驗證明了PD-ML產(chǎn)生的新梳齒與FML梳齒密切相關(guān)，且具有相同的載波包絡(luò)偏置頻率，從而可通過控制泵浦和腔長來實現(xiàn)PD-ML激光器載波包絡(luò)偏移頻率和重復(fù)頻率的鎖定。不僅如此，采用結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全相同的f-2f自差拍系統(tǒng)及鎖定電子學(xué)電路，在同一臺光纖激光器上得到了PD-ML和FML兩種工作模式下的光梳，重復(fù)率分別為104.66和209.32 MHz，且僅通過調(diào)整泵浦驅(qū)動大小就實現(xiàn)了兩種重復(fù)率間的開關(guān)切換。
這種新型可開關(guān)切換重復(fù)率的光梳在光學(xué)頻率計量、相干光脈沖合成、微波光子學(xué)等領(lǐng)域具有潛在的重要應(yīng)用。該項研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）等的資助。
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(a)雙倍周期鎖模光纖激光頻率梳結(jié)構(gòu)，1s 計數(shù)門控時間下(b) fr 和 (c) fr/2 信號鎖定后實時抖動。
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