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超强激光科学卓越创新简报

(第四百五十八期)

2023年12月14日

上海光机所在光频梳单根梳齿的提取放大方面取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部在光学频率梳单根梳齿的提取放大方面取得进展。相关研究成果以“Highly discriminative amplification of a single frequency comb line”为题发表在Laser & Photonics Reviews上。

飞秒锁模光纤光频梳的频域由上百万根频率梳齿组成，覆盖极宽的光谱范围。其中每根梳齿都拥有极高的频率稳定度和精度，为诸多应用领域提供了优异的光学频率基准。然而，光频梳中的单根梳齿功率通常极低，在许多高精度应用领域中，需要高功率、高信噪比的光学频率标准。由于飞秒光纤光频梳梳齿间的间隔通常很小，单根梳齿的窄带滤波和功率放大具有挑战性。

针对上述问题，研究团队基于光纤中受激布里渊散射效应的窄带和高增益特性，开发了一种短光纤、高增益的全保偏光纤布里渊放大器（图1），成功实现了光频梳中单个光学频率的高增益、高信噪比的提取放大。使用保偏光纤作为增益介质，尽量降低了外部环境扰动的影响。通过实验和数值模拟详细研究了放大器参数对放大梳齿特性（图2）的影响并进行了优化。实验获得了光功率瓦量级、信噪比47 dB和边模抑制比超过60 dB的单根梳齿，各项参数与以往报道相比均达到最高。该研究提供了一种获得高质量光学频率的方案，在频率计量、精密光谱学、微波光子学和光学原子钟等领域有潜在应用价值。

该项工作得到了国家自然科学基金的支持。

原文链接

图1 基于光纤布里渊放大器的光频梳频率提取放大实验装置图。

图2 放大梳齿的特性测量 (a)光谱图；(b)功率特性；(c)信噪比；(d)边模抑制比。

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