近日，廈門大學電子科學與技術學院羅正錢教授課題組在可見光超快光纖激光研究中取得重要進展，相關成果以“Towards visible-wavelength passively mode-locked lasers in all-fibre format”為題發表在國際光電子學權威期刊《Light: Science & Applications》（Light: Science & Applications 9:61,2020）上。
相比價格昂貴/體積龐大的鈦寶石飛秒激光器，鎖模皮秒/飛秒光纖激光器具有小型化、光束質量好、穩定性佳、低成本且免維護等優點，在激光材料加工、國防軍事、生物醫學、精密測量、生物光子學、超快光譜學、光通信、科學研究等重要領域有著廣泛的應用。然而，目前被動鎖模光纖激光器工作波段仍主要局限在近紅外1-2 μm光譜區域，在可見光波段（380-760 nm）卻幾乎未有進展。如何實現可見光被動鎖模光纖激光器，直接產生小型化、低成本且高性能的可見光超快激光，是一直困擾超快激光研究領域的一個難題。在這項研究中，羅正錢教授課題組通過數值求解金茲伯格-朗道方程，發現耗散孤子諧振機制利于可見光波段超大色散光纖腔被動鎖模脈沖的穩定建立(如圖1)。
圖1.可見光被動鎖模光纖激光器的數值模擬結果。（a）脈沖演化；（b）相應的光譜演化；（c）脈沖時域波形（實線）和相應的頻率啁啾（虛線）；（d）鎖模激光光譜
基于數值模擬的結果，課題組采用Pr/Yb共摻ZBLAN光纖作為可見光增益介質，利用非線性放大環鏡作為鎖模器，首次實驗實現了小型化可見光被動鎖模光纖激光器，獲得鎖模中心波長為635 nm（紅光）的皮秒脈沖激光（見圖2）。該研究成果是在可見光范圍內向小型化超快光纖激光器邁出的重要一步。將為可見光超快光纖激光在精密光譜學、生物醫學、顯微成像、光通信、科學研究等領域的應用奠定基礎，具有很好的研究潛力和應用價值。
圖2.(a)可見光全光纖被動鎖模激光器的實驗裝置圖，(b-e)在93 mW泵浦功率下鎖模光纖激光器的輸出特性
廈門大學為該論文的第一署名單位，電子科學與技術學院博士研究生鄒金海為論文第一作者，羅正錢教授為論文通訊作者。該研究受到國家自然科學基金、軍委裝備預研基金、福建省杰出青年基金、福建省特支‘雙百’青年拔尖人才項目以及廈門大學南強青年拔尖人才項目的支持。
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