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      奧創光子高單脈沖能量的9字腔鎖模飛秒激光振蕩器
      材料來源:奧創光子           錄入時間:2024/4/8 11:29:20

      奧創光子繼本年度第三季度完成高重復頻率、窄脈寬飛秒9字腔鎖模振蕩器開發后,針對大能量啁啾脈沖放大(CPA)系統的種子源需求,近期在上述產品基礎上又推出了高單脈沖能量的9字腔鎖模飛秒激光振蕩器。

      基于非線性放大環形鏡(NALM)結構的非線性光纖光學裝置對環形腔內色散、非線性相移等物理量十分敏感,尤其是基于NALM搭建的鎖模激光器,其鎖模特性和鎖模脈沖質量受到NALM自身特性的影響。為了獲得較大的單脈沖能量,鎖模光纖激光器諧振腔長度通常比較長,由此引入的色散和非線性相移積累需要與鎖模激光器的其它色散器件、增益器件相平衡。為此,奧創光子自制了具有較大色散系數的啁啾光纖光柵作為9字腔激光器的一個腔鏡,兼具色散補償和反饋/輸出脈沖的功能。該啁啾光纖光柵采用飛秒紫外激光光刻技術制作,峰值反射率達到35%,反射譜曲線如圖1,可見光譜調制甚微,并具有良好的邊模抑制比;其色散系數在光纖光柵工藝制程中通過調節干涉光路來實現精準調控。

      圖1. 奧創光子自制啁啾光纖光柵反射譜

      9字腔鎖模光纖激光器的另一個核心器件是相移器,它是9字腔內實現可飽和吸收效應的關鍵器件,其相移精度、光纖耦合插損等在奧創光子器件實驗室被精確調校,充分保障了該器件用于鎖模光纖激光器的參數穩定性、準確性。奧創光子研制的低插損π/2相移器產品實物如圖2所示。

      圖2. 奧創光子自制保偏光纖輸入輸出π/2相移器產品照片

      將上述兩個核心光纖無源器件接入9字腔內,在合適的泵浦強度下,還需要精細優化腔內每一器件的尾纖長度來平衡腔內凈色散、相移量,方可啟動鎖模。在啁啾光纖光柵腔鏡色散補償量一定的前提下,我們測試了9字腔內不同位置無源光纖長度對輸出脈沖激光的影響,以及不同腔長條件下的鎖模效果。在穩定輸出單脈沖鎖模序列的前提下,該9字腔鎖模腔型能夠實現重復頻率19.8 MHz~32.2 MHz的寬光譜鎖模脈沖。鎖模脈沖序列及典型光譜見圖3。該鎖模激光器輸出的單脈沖能量最高達到了0.67 nJ,可為全光纖CPA系統提供充足的信號強度,有利于后續光纖放大器的高信噪比放大。

      圖3. 基于自制核心器件的9字腔鎖模光纖激光器輸出特性:

      a.鎖模脈沖序列;b.鎖模光譜

      目前奧創光子的9字腔鎖模光纖激光種子源已具備了覆蓋20 MHz~100 MHz重復頻率的能力,經腔外色散補償后可獲得亞百飛秒至500 fs的超短脈沖。該系列化產品的大范圍重復頻率可訂制特點,可滿足在包括光頻梳、高能脈沖放大等不同飛秒激光應用領域的推廣;其低損傷風險、長壽命的特點也開辟了向空天、水下等應用場合的擴展。

      奧創光子技術有限公司是一家專業從事工業級飛秒激光器及其核心器件研發、生產與應用的國家高新技術企業?偛孔溆谡憬『贾菔,目前擁有約10000平方米光學潔凈室和辦公區。公司創始核心團隊由中科院西安光學精密機械研究所國家重點實驗室核心隊伍及海歸超快激光器工程化專家共同組成,其中包括國家萬人計劃專家、國際知名超快激光器企業首席設計師等,是目前國內超快激光領域的先行者和引領者。

      自2018年創立以來,公司已申請150余項專利,已擁有核心技術包括NALM全光纖長壽命鎖模種子源量產工藝、高階色散可調控CFBG制作工藝、拋物脈沖高保真光纖CPA技術、高增益innoslab放大器封裝工藝及技術等,結合100%自主設計的超快種子源、溫度調諧式啁啾光纖光柵等核心器件,已成功推出千瓦級、毫焦級、超短脈寬等系列化飛秒激光器產品,并在國內率先實現工業領域批量出貨,年量產出貨超過500臺,打破了該領域被國外產品長期壟斷的局面。

      文章來源:奧創光子

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