1um飞秒光纤啁啾脉冲放大系统：关键技术与应用前景

本文主要探讨了一种基于色散波的1微米（1 μm）飞秒光纤啁啾脉冲放大系统的设计与实现。飞秒激光因其在工业加工、激光传感、军事国防以及科学研究等领域的广泛应用，该系统的研究具有重要意义。系统的核心组件包括： 1. 全光纤被动锁模光源：这是一种1.5微米（1.5 μm）的光源，采用全光纤结构，具有高稳定性。其特点是中心波长为1.55微米，3dB光谱带宽为12.9纳米，重复频率为17.5兆赫兹（MHz），为后续的非线性过程提供了基础。 2. 非线性频率转换装置：该装置将1.5 μm的光源信号转换到1 μm波段，实现了不同波长间的能量转移，这是实现飞秒脉冲放大至关重要的步骤。 3. 掺镱光纤放大器：系统采用了两级掺镱光纤放大器，这是一种高增益、宽带的光纤放大技术，能显著提升光功率，为产生高质量的飞秒脉冲提供动力。 4. 脉冲压缩器：基于透射式衍射光栅对的脉冲压缩器是系统的关键部分，它用于减少脉冲的时宽，使输出脉冲达到飞秒级的短时间尺度。 经过一系列的处理过程，如功率放大和色散波的产生，系统最终产生了1 μm波段的飞秒脉冲。具体来说，色散波的中心波长为1070纳米，3dB光谱带宽为33纳米，通过声光调制器进行选频后，得到了重复频率为1.09 MHz的脉冲。进一步将功率放大至11.4瓦特（W），并经过压缩后，输出的飞秒脉冲激光具有平均功率7.7瓦特、10分贝光谱宽度21.4纳米、脉冲宽度仅为270飞秒（fs），峰值功率更是达到了惊人的26兆瓦（MW）。 总结起来，这项研究不仅展示了飞秒光纤啁啾脉冲放大技术在特定波长下的高效应用，还为优化超快激光器性能、扩展其在各种精密应用中的可能性提供了新的设计思路和技术支持。