高性能全光子晶体光纤飞秒激光系统的实验研究

本文主要探讨了一种高性能的全光子晶体光纤飞秒激光系统，该系统在实验研究中展现了高平均功率输出和飞秒级脉冲特性。核心部分采用了保偏型掺Yb3+双包层大模场面积光子晶体光纤（LMA-PCF）作为增益介质，这种光纤具备低非线性系数、高增益以及出色的环境稳定性，这使得它在高功率应用中表现出色。 系统设计中，研究了多个关键参数对激光性能的影响。首先，种子光功率是决定激光输出的关键因素，因为它直接影响着激光振荡的初始强度。其次，脉冲宽度，特别是在飞秒级激光中，是非常重要的参数，因为它决定了激光的短脉冲特性，这对于许多应用如材料加工、光学通信和精密测量等领域至关重要。此外，脉冲啁啾，即不同频率成分的脉冲速度差异，也会影响激光的相位稳定性和时间调制能力。最后，放大器抽运光功率，即泵浦光源的功率，直接影响放大器的工作效率和激光输出的能量。 在实验条件下，当输入种子光平均功率为180毫瓦，放大器抽运功率达到40瓦时，系统能够实现16瓦的平均功率输出，单个脉冲能量达到了320纳焦耳，且成功将脉冲宽度压缩到了惊人的39飞秒，这显示出系统的高效和精密控制能力。 这项研究对于提升全光子晶体光纤飞秒激光技术的实用性和应用潜力具有重要意义，特别是在追求更短脉冲、更大功率和更高稳定性的领域，如超快光刻、原子物理实验和量子信息处理等。未来，这类系统可能在科学研究和工业生产中发挥重要作用，推动光子学技术的发展。