近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室研究團隊采用改進的化學氣相沉積技術（MCVD）結合摻雜工藝制備出了高濃度摻鉺石英光纖，并利用該光纖成功實現高性能1.6 μm單頻激光，獲得了摻鉺石英基光纖1.6 μm波段單頻激光種子源最高輸出功率結果。相關成果以“Sub-kHz linewidth 1.6-μm single-frequency fiber laser based on a heavily erbium-doped silica fiber”為題發(fā)表于Optics Letters。

在長距離相干通信領域，亟需將單頻激光源的輸出波長從傳統(tǒng)的C波段擴展至覆蓋1.6 μm的L波段，以滿足大容量數據傳輸的迫切需求。與C波段相比，傳統(tǒng)摻鉺石英光纖在1.6 μm波段的發(fā)射截面快速下降，因此難以實現1.6 μm波段有效激光輸出，此前報道的基于摻鉺石英光纖的1.6 μm單頻光纖激光種子源輸出功率僅在數百微瓦量級。

依托課題組MCVD結合溶膠浸泡摻雜稀土離子制備高分散性、低損耗光纖的工藝技術，研究團隊設計制備了高鉺摻雜濃度的石英光纖，纖芯1530 nm處吸收系數高達130 dB/m，遠高于光放大用商業(yè)摻鉺光纖水平。自研摻鉺光纖在長波區(qū)的增益水平因高濃度鉺離子摻雜得以有效提升，通過優(yōu)化激光器腔結構參數，成功實現了輸出功率達14 mW，線寬447 Hz的1609 nm單頻激光輸出，激光輸出功率為該波段單頻摻鉺石英光纖激光種子源國際最高水平。同時，該激光器具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，在一個小時內沒有觀察到跳�，F象，同時波長和功率的波動分別小于0.002 nm和0.09 dB。該項研究結果表明，實現的1.6 μm單頻光纖激光種子源性能優(yōu)異，有望在相干通信、高精度氣體傳感、非線性頻率轉換等領域發(fā)揮重要作用。

圖1. (a) 實驗裝置圖 (b) 輸出激光光譜

圖2 .(a) 掃描FP干涉儀結果 (b) 延時自外差法拍頻譜

相關研究得到了國家科技部重點研發(fā)項目支持。

相關鏈接：https://doi.org/10.1364/OL.487959