長三角G60雷射聯盟導讀
據悉，國防科技大學的一個研究小組研究高功率，高能量，全光纖Mamyshev振盪器，其研究以 「All-PM Fiber Mamyshev Oscillator Delivers Hundred-Nanojoule and Multi-Watt Sub-100 fs Pulses」為題發表在《Ultrafast Science》上。
大功率/能量超快光纖雷射器在材料加工、醫藥、先進位造等領域有著廣泛的應用。與固體雷射器相比，光纖雷射器具有系統緊湊、靈活性好、散熱性好、光束質量高等優點。
然而，由於光纖內部嚴重的非線性效應，超快光纖雷射器，特別是全光纖結構的超快光纖雷射器的單脈衝能量和平均功率仍然落後於固態雷射器。近年來，Mamyshev振盪器由於具有產生高能超快脈衝的潛力而引起了人們的廣泛關注。
圖1所示：百納焦耳級全光纖MO、LD雷射二極體實驗裝置ISO,隔離器。
國防科技大學報導了一種基於纖芯/包層直徑為10/125 μm的全保偏光纖的Mamyshev振盪器，實現了153nj的單脈衝能量，壓縮脈寬為73fs。此外，通過調整諧振腔參數，實現了最大5階諧波鎖模，輸出平均功率為3.4 W，壓縮脈衝寬度為100 fs。
圖2所示：高能MO的脈衝特性。
圖3所示：最大輸出功率時的脈衝特性。
近年來，利用具有級聯光譜展寬和偏置光譜濾波效應的Mamyshev振盪器大大提高了超快光纖雷射器的脈衝能量和平均功率。連續光和弱脈衝將被阻擋在Mamyshev振盪器中。由於光譜展寬足夠，經過兩個中心波長不同的濾光片後，強脈衝可以在腔內保留，從而獲得脈衝能量大的超快雷射。
圖4所示：泵浦功率為5w時的脈衝特性。
圖5所示：高能MO在5 h內的長時間穩定性。
然而，以往的結果大多採用空間結構，引入了大量的自由空間元素進行信號準直和耦合，使得系統繁瑣且容易受到干擾。
研究人員稱，研究目標是實現具有全光纖結構的高功率/能量超快光纖雷射器。在論文中，報導了一種芯/包層直徑為10/125 μm的全保偏光纖Mamyshev振盪器。
傳統的Mamyshev振盪器通常由兩級增益光纖放大組成，而該雷射器只有一個放大臂。採用一段無源光纖拓寬了另一臂的光譜，減輕了腔內非線性相位積累，同時使系統更加緊湊。
本課課組分別實現了單脈衝能量為153 nJ，平均功率為3.4 W的高性能超快光纖雷射器，這是脈衝持續時間為皮秒/飛秒的全光纖超快雷射振盪器中脈衝能量和平均功率的最高記錄。
通過採用芯徑更大的光纖和對非線性相位積累具有更高容錯能力的新型脈衝演化機制，有望實現更高功率/脈衝能量的全光纖超快雷射器。
相關論文連結：
https://spj.science.org/doi/10.34133/ultrafastscience.0016
長三角G60雷射聯盟陳長軍轉載