近日，中科院上海光機(jī)所先進(jìn)激光與光電功能材料部特種玻璃與光纖研究中心團(tuán)隊(duì)，基于多模設(shè)計(jì)的反諧振空芯光纖（anti-resonant hollow-core fiber，AR-HCF）實(shí)現(xiàn)了多模1064 nm高功率納秒脈沖激光的高效傳輸，相關(guān)成果以“Delivery of nanosecond laser pulses by multi-mode anti-resonant hollow core fiber at 1 μm wavelength”為題發(fā)表于Optics Express。

AR-HCF基模與包層材料的重疊極低（小于10-4）,絕大部分的光場(chǎng)能量均在中空纖芯中傳輸，可以實(shí)現(xiàn)極低的色散、光學(xué)非線性以及極高的激光損傷閾值。目前的AR-HCF多為準(zhǔn)單模傳輸，難以匹配較差光束質(zhì)量的高功率工業(yè)激光器的靈活傳輸需求。

在此前的研究中【Optics Express 31, 21870-21880 (2023)】，研究團(tuán)隊(duì)通過增加包層管的數(shù)量，進(jìn)而增大AR-HCF的纖芯/包層比，有效地抑制高階模式與包層模式的耦合，成功制備了低損耗的多模反諧振空芯光纖（MM-AR-HCF）。

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圖1.MM-AR-HCF傳輸（a）及損耗（b）譜及SEM顯微圖（c）

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圖2.傳輸效率（a）及長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性（b）

在本工作中，研究團(tuán)隊(duì)基于MM-AR-HCF，進(jìn)行了多模高功率Nd：YAG納秒脈沖激光的傳輸，成功實(shí)現(xiàn)了21.8 mJ脈沖能量，1.6 MW峰值功率的納秒激光脈沖傳輸，耦合效率在93 %以上。并對(duì)激光脈沖傳輸前后的特性進(jìn)行了表征，經(jīng)9.8 m長(zhǎng)的MM-AR-HCF傳輸后，激光脈沖光束質(zhì)量明顯改善，時(shí)域及光譜基本穩(wěn)定。

相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海揚(yáng)帆計(jì)劃等基金的支持。

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