近日，中科院上海光機所空天激光技術與系統(tǒng)部周佳琦研究員等人與國科大杭州高等研究院馮衍研究員組成的聯(lián)合研究團隊，在重復頻率和波長靈活的飛秒激光產(chǎn)生方向取得進展。相關成果以“Repetition-rate and wavelength flexible femtosecond laser pulse generation”為題發(fā)表于Laser & Photonics Reviews。

傳統(tǒng)的鎖模光纖激光器受限于諧振腔結構和稀土摻雜光纖增益譜范圍，很難獲得重復頻率和波長靈活的飛秒脈沖輸出。針對該問題，研究團隊將增益開關激光二極管和非線性光學增益調制結合，開發(fā)了一種新型的飛秒拉曼脈沖產(chǎn)生技術�；�于該方法，可以產(chǎn)生重復頻率的連續(xù)大范圍可調的飛秒激光脈沖；結合級聯(lián)拉曼效應，可以進一步擴展輸出脈沖的工作波長范圍。

在實驗中，利用1065 nm增益開關激光二極管作為泵浦，實現(xiàn)了一階拉曼1121 nm脈沖的重復頻率在1 MHz~150 MHz范圍內(nèi)連續(xù)調節(jié)，單脈沖能量大于100 nJ，脈寬壓縮至525 fs，最大拉曼轉換效率達到80.2 %。通過級聯(lián)非線性光學增益調制，進一步獲得了高性能二階拉曼1178 nm飛秒激光脈沖輸出，驗證了其波長靈活性。該研究提供了一種產(chǎn)生重頻和波長靈活的飛秒激光脈沖的新方法，在非線性光學成像和激光微納加工等領域具有潛在的應用價值。

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圖1.實驗裝置示意圖

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圖2.不同重頻下的拉曼脈沖輸出特性。（a）脈寬和平均功率；（b）光譜演變；（c）拉曼轉換效率

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圖3.一階拉曼1121 nm脈沖輸出特性。（a）光譜；（b）自相關曲線；（c）RF譜

該項工作得到了中國科學院青年創(chuàng)新促進會、國家自然科學基金和上海市自然科學基金的支持。

相關鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202400788