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基于四阶色散的超快光纤激光_科技频道_东方资讯
发布日期:2020-08-19 00:04   来源:未知   阅读:

孤子激光器通过平衡二阶色散和非线性可以直接产生亚10fs的脉冲,并且装置相对简单。然而,受限于孤子面积理论,孤子能量无法进一步提升。为了克服这个限制,需要激发带啁啾的脉冲,但后续的压缩使光路更加复杂同时效率也将降低。因此,为了保留孤子激光器的简单和高效性,需要新的方法克服孤子激光器的功率提升局限性。

最近的几项研究表明,在非线性和负四阶色散的平衡下存在纯四次孤子(Purequarticsoliton),其脉冲形状保持不变。纯四次孤子具有能量扩展的优势,在短脉宽条件下可以得到更高能量的脉冲。科学家希望将这一发现过渡到目前比较成熟的光纤激光器中。然而,色散控制所需的制造工艺要求非常严格,如何在光纤中进行色散管理以实现四次孤子成为需要解决的难题。

图1纯四次孤子激光器原理示意图

Runge等人利用光谱脉冲整形器实现了腔内的色散控制,首次在光纤激光器中获得了纯四次孤子[1]。装置如图1所示,掺铒光纤激光器采用非线性偏振旋转锁模机制,腔长21.4m,对应的基阶重复频率为9.3MHz。基于空间光调制器的可编程脉冲整形器可以产生任意的相位控制腔内色散,主要有两个作用:(1)补偿腔内光纤引入的二阶和三阶色散;(2)提供大量的负四阶色散。

图2实验上和理论上常规孤子(abcd)和纯四次孤子(efgh)的光谱和时域曲线