中科院合肥研究院在光纖激光頻率梳研究中取得進(jìn)展
近期,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)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(jī)制及內(nèi)在關(guān)聯(lián)特性,實(shí)現(xiàn)了重頻可大范圍切換的光纖激光頻率梳,該項(xiàng)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(jiǎn)單、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn),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(gè)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(zhǎng),若需對(duì)梳齒間距進(jìn)行較大調(diào)整,則需重新設(shè)計(jì)激光器腔長(zhǎng),這給實(shí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)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(jì),實(shí)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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)來實(shí)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(tái)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(dòng)大小就實(shí)現(xiàn)了兩種重復(fù)率間的開關(guān)切換。 (a)雙倍周期鎖模光纖激光頻率梳結(jié)構(gòu),1s 計(jì)數(shù)門控時(shí)間下(b) fr 和 (c) fr/2 信號(hào)鎖定后實(shí)時(shí)抖動(dòng)。 這種新型可開關(guān)切換重復(fù)率的光梳在光學(xué)頻率計(jì)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(xiàng)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)等的資助。 文章鏈接:https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-26-1-577&origin=search |