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超强激光科学卓越创新简报

(第七百六十七期)

2026年4月16日

上海光机所在锁模掺钕光纤激光器噪声研究方面取得进展

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，在锁模掺钕光纤激光器噪声研究方面取得进展。相关成果以“Noise characterization of the ~915 nm figure-9 mode-locked fiber lasers operating in dissipative and dispersion-managed soliton regimes”为题发表于Optics Express。

波长在915 nm附近的超快激光在生物成像、光学计量等领域具有重要应用价值。基于全保偏光纤非线性放大环镜的掺钕锁模方案，是实现紧凑、稳定、高性能的915 nm超快光源的有效途径。然而，目前对不同锁模机制下激光噪声特性的研究仍属空白，而这类光源的强度噪声和相位噪声性能，对材料加工、光学计量等具体应用至关重要。

针对上述问题，研究团队搭建了两台全光纤9字腔掺钕锁模激光器（图1），分别工作于耗散孤子和色散管理孤子两种锁模机制。系统测量并对比了两种机制下的相对强度噪声（RIN）和重复频率相位噪声（图2），分析了不同频段的噪声来源。实验结果表明：色散管理孤子激光器凭借强自振幅调制饱和效应，可有效抑制强度噪声，RIN积分值仅为0.019%；同时，由于不同噪声间时频耦合作用较弱，其积分相位噪声低至0.04 rad。相比之下，耗散孤子激光器利用腔内窄带滤波将RIN积分值控制在0.035%，但由于输出脉冲啁啾较大、脉宽较宽，积分相位噪声高达1.51 rad。该研究为实现激光锁模机制与不同应用场景的精准匹配提供了科学依据，有望进一步推动超快掺钕光纤激光在生物成像、光学计量等前沿领域的应用。

相关工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。

图1 全光纤9字腔掺钕锁模激光器

图 2 两种锁模机制下的强度噪声和相位噪声结果对比

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