200μm芯径光纤放大器：1-20Hz脉冲，33mj能量，3MW峰值功率

本文主要探讨了一种低重复率（1到20赫兹）的宽带高能量和峰值功率的飞秒脉冲掺镱光纤放大器的设计与实现。这项创新技术的关键在于其能够在每秒内发射高达33毫焦耳（mJ）能量的10纳米（nm）脉冲，同时保持脉宽在10纳秒（ns）的范围内，从而实现了超过3兆瓦（MW）的峰值输出功率。这一突破性性能得益于采用了具有200微米（μm）核心直径的光纤，这种光纤设计能够有效地传输和放大高强度脉冲信号。 为了抑制自发辐射（Amplified Spontaneous Emission, ASE），研究者采用多级脉冲泵浦技术，通过精细调控各阶段的泵浦特性，成功地控制了噪声信号的生成。这种技术对于保持放大器的高效率和输出质量至关重要。经过优化，当输出能量达到33毫焦耳时，放大器的提取效率达到了15%，显示出系统在高能量输出下依然具有良好的稳定性和高效能。 该光纤放大器不仅展示了在脉冲宽度、重复率和能量输出方面的卓越性能，还表明了在高速数据通信、激光加工、材料处理等应用领域具有广阔的应用前景。此外，其在高重复率条件下仍能保持高效能，为需要频繁、短时高强度光脉冲的应用提供了理想解决方案，例如精密测量、光纤通信系统以及科学研究中的高分辨率光谱分析。 这项工作为高性能、低重复率光纤放大器的研发树立了一个新的里程碑，不仅提升了光纤放大技术的极限，也为未来开发出更多适应不同应用场景的高性能光纤系统奠定了基础。