中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光物理聯合實驗室在光纖鎖模激光器信噪比提升技術上取得新進展，提出一種基于Lyot濾波效應的非線性相移抑制技術，實現了光纖鎖模激光器信噪比（SNR）的提升，相關成果發表在《optical & laser technology》上。
在高功率拍瓦激光系統中，種子激光脈沖的SNR是至關重要的參數，前端輸入脈沖的信噪比直接影響了整個系統的信噪比。目前應用于神光II拍瓦前端的是商用飛秒固體鎖模激光器，其信噪比約為90dB，無法采用光纖鎖模激光器的原因之一在于其信噪比無法與固體鎖模激光器相比。光纖鎖模激光器在固體介質中傳播距離更長，在較高的峰值功率密度條件下，自相位調制（SPM）引起的非線性相移會嚴重影響脈沖的頻譜和時域特性。當累積的非線性相移無法控制或補償時，導致的脈沖分裂會極大地影響脈沖的SNR。
課題組提出了一種提高鎖模光纖激光器SNR的新方法。通過改變激光諧振腔中保偏光纖之間的連接角度產生Lyot濾波效應，針對性地抑制了光纖鎖模激光器中強非線性相移在鎖模光譜上產生的Kelly邊帶，提高了鎖模光纖激光器的信噪比。與其它光譜濾波方法相比，Lyot濾波方案具有插入損耗小，結構簡單，調制深度和透射峰波長可調等優點，在不影響鎖模孤子形狀的前提下，能更有效地對Kelly邊帶進行抑制。實驗表明，當光纖連接角從0°增加到6°時，輸出脈沖的信噪比增加8dB。具有高信噪比性能的光纖鎖模激光器，有望在未來的高功率激光系統中取代固體激光器作為新一代種子光源。（高功率激光物理聯合實驗室供稿）
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圖1 光纖連接角度為0°和10°時，Lyot 濾波器透過曲線對Kelly邊帶的抑制
圖2 實驗中不同角度下的脈沖時域波形和鎖模光譜
圖3 實驗中熔接角度分別為0°和6°的時域波形對比
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