近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率光纖激光技術實驗室在單頻激光非線性光譜操控方面取得進展。研究團隊利用倍頻過程中伴生的相位加倍效應，將相位調制展寬的激光在倍頻后恢復為單頻，從而繞過單頻激光光纖放大時面臨的受激布里淵散射難題。相關成果發表在《光學快報》（Optics Letters）上。
高功率單頻激光在量子信息、激光遙感等領域有重要應用需求。光纖放大器是獲得高功率連續波單頻激光的主要手段，但是光纖中的受激布里淵散射效應限制了單頻放大器的輸出功率。相位調制展寬是種靈活的受激布里淵散射抑制技術，作為一種高度可控的手段，廣泛應用于高功率窄線寬光纖激光放大器。但是放大器輸出不再是單頻激光，不能滿足眾多應用的需求。
研究團隊提出了一種巧妙的將相位調制展寬后的激光恢復為單頻激光的方法：對單頻激光施加深度為π的階躍型相位調制，激光光譜展寬，從而抑制放大器中受激布里淵散射；倍頻后，調制深度變為2π，也即相位調制被消除，激光恢復為單頻。實驗中，研究人員采用矩形和常用的PRBS型相位調制進行了驗證。這種方法可以獲得單頻的倍頻激光，而可見或紫外的倍頻激光正是很多高端應用所需要的光源。
該研究獲得國家重點研發計劃、國家自然科學基金項目的支持。
原理示意圖
方波相位調制下的光譜演變圖。a)為模擬結果，上欄為基頻光在不同調制深度下的光譜，下欄是對應的倍頻光光譜；b)為相應的實驗結果。
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