我國(guó)超寬調(diào)諧隨機(jī)拉曼激光器研究獲進(jìn)展

  近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所空間激光信息技術(shù)研究中心研究員馮衍領(lǐng)銜的課題組，在隨機(jī)拉曼光纖激光器研究中取得新進(jìn)展。

  研究中提出了一種超寬調(diào)諧的隨機(jī)拉曼激光器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了1-1.9μm的連續(xù)可調(diào)諧的隨機(jī)拉曼激光輸出，最大的輸出功率為6.2W，輸出波長(zhǎng)為1.82μm

  2010年，Sergei K. Turitsyn等人報(bào)道了一種新型激光器(Nature Photonics 4, 231 - 235 (2010))，其采用標(biāo)準(zhǔn)單模光纖提供拉曼增益，通過(guò)其背向瑞利散射提供分布式反饋，產(chǎn)生隨機(jī)激光輸出，并正式提出“隨機(jī)分布反饋光纖激光器”的概念。相比于傳統(tǒng)激光器，隨機(jī)激光器并沒(méi)有傳統(tǒng)意義的諧振腔，而是利用單模光纖中的瑞利散射效應(yīng)提供隨機(jī)分布反饋產(chǎn)生疊加而形成的新型無(wú)腔結(jié)構(gòu)的激光器，因此基于隨機(jī)分布反饋的拉曼光纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方向性好，輸出連續(xù)穩(wěn)定及波長(zhǎng)可調(diào)諧等特性，在非線(xiàn)性光學(xué)、光傳感與光通信、生物醫(yī)學(xué)成像、遙感等領(lǐng)域有著廣泛的潛在應(yīng)用前景。

  該項(xiàng)研究中，研究人員將隨機(jī)拉曼激光器的可調(diào)諧特性同級(jí)聯(lián)特性相結(jié)合，通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，利用可調(diào)諧摻鐿光纖激光器泵浦隨機(jī)拉曼激光器實(shí)現(xiàn)～50nm可調(diào)諧的隨機(jī)激光輸出，同時(shí)結(jié)合級(jí)聯(lián)拉曼技術(shù)獲得寬波段可調(diào)諧的隨機(jī)激光輸出。初步的演示實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖作為拉曼增益光纖，獲得了300nm連續(xù)可調(diào)諧的隨機(jī)拉曼激光輸出（Opt. Lett. 41, 215 (2016)），進(jìn)一步的波長(zhǎng)調(diào)諧受限于四波混頻造成的光譜展寬效應(yīng)。通過(guò)優(yōu)化拉曼增益光纖的色散，非線(xiàn)性系數(shù)以及傳輸損耗等參數(shù)，同時(shí)提高可調(diào)諧泵浦激光器的輸出功率，采用半開(kāi)放腔的隨機(jī)拉曼激光器，最終獲得了1-1.9μm的連續(xù)可調(diào)諧的隨機(jī)拉曼激光輸出，最大的輸出功率為6.2W，對(duì)應(yīng)的輸出波長(zhǎng)為1.82μm，該結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》（Sci. Rep. 7, 42611 (2017)）。

  該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。