多芯光子晶体光纤飞秒激光放大系统：百兆瓦峰值功率

"百兆瓦峰值功率的多芯光子晶体光纤飞秒激光放大系统通过采用掺镱的大模场面积光子晶体光纤构建二级放大系统，实现了高效能的激光放大。系统包括基于双包层保偏大模场面积光子晶体光纤的振荡级和预放大级，以及基于7芯大模场面积光子晶体光纤的主放大级。7个纤芯以六角形排列，总面积达到5000 μm²，这一设计显著降低了光纤内的非线性效应，并分散了热应力，提高了系统的稳定性和性能。在低功率抽运时，输出模式为多个超模的叠加；随着抽运功率增加，能够获得平坦的同相位超模输出，其远场分布呈现优秀的高斯形状。实验最终得到了1 MHz的重复频率、24 W的平均功率激光输出，经过光栅对压缩后，脉冲宽度缩短至110 fs，峰值功率达到了150 MW。" 这篇科研论文详细探讨了光纤光学领域的一个创新技术，即利用多芯光子晶体光纤实现飞秒激光的高效放大。光子晶体光纤（PCF）以其独特的结构，如大模场面积和六角形纤芯布局，成功地减少了非线性效应并解决了热应力问题，从而优化了激光放大过程。飞秒激光技术因其超短脉冲特性，在科学研究、医学、材料加工等多个领域有着广泛应用。本研究中的二级放大系统首先由双包层保偏大模场面积光子晶体光纤构成的振荡级和预放大级产生初始激光，然后通过7芯大模场面积光子晶体光纤的主放大级进一步提升功率。 在实验过程中，研究人员发现随着抽运功率的增加，激光模式从多个超模的叠加转变为单一的同相位超模，这表明系统能够有效地控制和稳定激光输出。最终得到的1 MHz重复频率、24 W平均功率的激光输出，经过光栅对的压缩，脉冲宽度降低到110 fs，对应峰值功率高达150 MW，这在飞秒激光放大技术中是一项重要的突破。这样的高性能激光源对于推动高精度激光加工、生物医学成像和超快光谱学等领域的发展具有重要意义。 这项研究展示了多芯光子晶体光纤在飞秒激光放大系统中的潜力，为提高飞秒激光的输出功率和稳定性提供了新的解决方案，也为后续相关领域的研究和技术应用奠定了坚实的基础。