全光纖結構的啁啾脈沖放大（CPA）系統得益于光纖器件特有的高集成度、高穩定性、易于標準化生產等特性，已被采納為飛秒激光器的常用技術路線，廣泛應用于基礎科學研究、醫療衛生和工業制造等領域。
全光纖結構的啁啾脈沖放大（CPA）系統作為飛秒光纖激光系統的前端信號光源，其提供的信號強度、時域頻域特性決定了后續提升激光功率的光纖放大器的級數和復雜程度；一臺高平均功率鎖模激光振蕩器作為CPA的種子源，其提供的高強度種子光信號不僅可以有效提升激光放大系統的輸出信噪比，還有利于抑制放大自激輻射、提高激光增益介質的提取效率。然而，由于光纖波導的非線性特征，在光纖飛秒激光系統中獲得穩定的高平均功率單脈沖序列輸出，相比固態飛秒激光系統更具有挑戰性。 目前，基于光纖的激光系統在不同的色散區域可以產生各種不同類型的超短脈沖，例如：在負色散區產生傳統孤子，近零色散區產生自相似演化孤子，在全正色散區產生耗散孤子以及色散管理孤子。這是超短脈沖光纖激光系統中色散、非線性、增益和損耗等因素之間平衡的結果。當系統中的非線性相位累計超過一定水平時，非線性和群速度色散的共同作用將導致脈沖發生分裂，進而限制了輸出功率的進一步提升。與其它類型鎖模激光器相比，運轉在全正色散區的耗散孤子鎖模光纖激光器，由于孤子面積定理以及更強的非線性積累能力，理論上可以支撐更高的平均功率。 奧創光子致力于研發高輸出功率超短脈沖光纖激光器，通過使用大模場面積雙包層光纖作為鎖模激光器的增益介質，并采用輸出功率高達27W的976nm波長泵浦源，另外通過基于啁啾脈沖光譜濾波的雙折射片實現全正色散耗散孤子脈沖整形，最終研發出尺寸規格為200×127×75 mm的結構緊湊型飛秒光纖激光種子源。該種子源的光路結構示意圖如圖1，腔內器件簡潔，腔型布局緊湊，工程化熱管理措施得當；在鎖模自啟動后，獲得重復頻率33MHz的鎖模激光輸出，激光平均輸出功率達5.8W，其脈沖寬度為186fs，光譜范圍覆蓋1025~1055nm。 圖 1. 高功率鎖模光纖激光器光路示意圖 圖 2. 5.8 W激光光譜以及自相關曲線 為了追求更高功率更窄脈沖寬度的激光輸出，我們在上述已有的基礎上不斷改進和嘗試，經過優化啁啾脈沖光譜濾波參數，激光輸出功率和脈沖寬度兩項指標均有提升。優化后的激光器能在鎖模狀態輸出高達9 W的平均功率，脈沖寬度窄化至108 fs（圖3）。由于使用的大模場光纖為保偏雙包層單模光纖，輸出激光束的M2因子為1.3，具備良好的光束質量。經多次測試該鎖模光纖激光器在9 W的工作狀態下1小時的功率波動，其RMS值均 < 0.4%，功率穩定性良好（圖4）。 該全正色散耗散孤子光纖激光器具有結構緊湊、高穩定性、高信噪比等優勢，并且啟動簡單，可以作為穩定的高功率種子源用于飛秒啁啾脈沖放大系統中，也能夠獨立地作為高功率激發光源用于高重復頻率、低能量、窄脈寬應用的領域如生物醫學成像、激光測量等。 圖 3 優化后激光器輸出光譜及自相關曲線（平均功率9W） 圖 4 激光輸出功率穩定性測試
（HR:高反鏡；ISO:隔離器；LD:半導體泵浦源；PLP:泵浦保護器；DM:雙色鏡； PSC:泵浦合束器；SF:光譜濾波器； λ/2: 1/2波片； λ/4: 1/4波片）
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