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超强激光科学卓越创新简报

(第六百九十二期)

2025年7月24日

上海光机所在多波长同步皮秒光纤激光器方面取得进展

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周佳琦研究员团队，在多波长同步皮秒光纤激光器方面取得进展。相关成果以“Synchronized multi-wavelength picosecond pulse generation by a single-frequency laser seeded Raman fiber amplifier”为题，发表在Optics Letters上。

重复频率同步的多波长超快激光在拉曼散射光谱、泵浦探测、相干光合成和差频产生等方面具有重要应用。目前在光纤激光器中产生同步多波长超快激光脉冲的方法主要包括锁模技术和非线性频率变换技术。锁模技术主要基于谐振腔结构，不同波长激光器腔长失配量被限制在厘米量级。基于自相位调制和超连续谱的非线性频率变换技术直接产生的目标波长脉冲能量较低，需要额外稀土掺杂光纤放大器进行放大，工作波长受限于稀土离子发射谱范围。

研究团队基于单频种子注入的级联拉曼光纤放大器，利用增益开关二极管泵浦，可以产生重复频率连续可调的多波长同步高能量皮秒激光（图1）。在实验中，以增益开关二极管作为泵浦源，单频连续激光作为种子源，利用级联受激拉曼散射效应，可以分别产生以1065 nm、1121 nm和1178 nm为中心的同步多波长皮秒脉冲。单频种子注入的拉曼光纤放大器无需复杂的腔长匹配，而且可以实现重频的灵活调节。利用增益开关二极管作为泵浦源，同步多波长脉冲的重频调节范围可达20 MHz~50 MHz（图2）。该技术为产生重复频率连续可调的同步多波长皮秒脉冲提供了新的途径，有望成为拉曼散射光谱、泵浦探测、相干光合成和差频产生等应用的理想光源。

该项工作得到了国家重点研发计划、中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金的支持。

原文链接

图1 实验装置示意图

图2 不同重复频率下的光谱演化

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