近期，中國科學院上海光學精密機械研究所空天激光技術與系統(tǒng)部周佳琦研究員團隊，在超快光纖激光稀土拉曼混合放大研究方面取得進展。

相關成果以“Integrated ultrafast Yb-Raman fiber amplifier based on nonlinear optical gain modulation”為題，發(fā)表在High Power Laser Science and Engineering上。

在傳統(tǒng)的非線性光學增益調制系統(tǒng)中，泵浦脈沖能量放大單元和非線性光學頻率轉換單元是分開的，一方面需要高功率波分復用器耦合高能泵浦脈沖和單頻連續(xù)激光種子，另一方面高功率工作下有源光纖和無源光纖的熔接也會對系統(tǒng)長期穩(wěn)定性構成風險。

針對這些問題，研究團隊開發(fā)了一種新型的超快光纖激光稀土拉曼混合放大器，利用摻鐿光纖同時提供稀土增益和拉曼增益，可以產生單脈沖能量更高的拉曼脈沖（圖1）。在實驗中，一階拉曼脈沖的單脈沖能量可被放大至~1 μJ，脈寬可壓縮至589 fs，最大拉曼轉換效率可達69.9 %（圖2），并且通過數值模擬探究了產生10 μJ量級拉曼脈沖的可能。該研究提供了一種產生微焦量級拉曼脈沖的方法，在非線性光學成像和微機械加工等領域具有潛在的應用價值。