高功率皮秒脉冲：掺铥全光纤MOPA系统新突破

"这篇研究论文报道了一种创新的高平均功率皮秒脉冲产生方法，具体是通过全光纤MOPA（主振荡功率放大）系统实现的，该系统使用了掺thulium（铥）的光纤。这个系统无需传统的色散管理脉冲放大技术，实现了稳定且高集成度的高性能激光输出。" 文章详细介绍了这个系统的设计和性能特点。首先，主振荡器部分采用了SESAM（半导体可饱和吸收镜）进行被动锁模，能够在短线性腔内以103 MHz的基本重复频率产生15 mW的平均功率。这种被动锁模机制有助于产生稳定的皮秒脉冲，同时，通过引入一个均匀的窄带宽FBG（光纤布拉格光栅）来进一步稳定激光器的操作状态，确保了激光输出的稳定性。 接下来，系统利用两级双包层掺铥的全光纤放大器对脉冲进行放大，直接将平均功率提升到了20.7 W。这是一个显著的功率提升，显示出全光纤结构在功率放大上的潜力。激光的中心波长位于1962.8 nm，对应的脉冲宽度仅为18 ps，这意味着具有极高的时间分辨率。经过放大后的单个脉冲能量达到了200 nJ，峰值功率则高达11.2 kW，这在皮秒级的掺铥全光纤MOPA系统中是前所未有的高平均功率。 这一成果对于皮秒激光技术领域具有重要意义，因为它不仅提供了高功率的皮秒脉冲，而且整个系统设计简洁，无需复杂的脉冲放大技术，降低了系统的复杂性和维护成本。此外，全光纤结构的使用也保证了系统的紧凑性和稳定性，这对于实际应用，如精密材料加工、生物医学成像、光谱学和光通信等，都具有极大的潜力。 这项研究展示了掺铥全光纤MOPA系统在高平均功率皮秒脉冲产生方面的优越性能，为未来更高功率、更短脉冲的光纤激光技术发展提供了新的方向和参考。同时，这也为光学科学和工程领域提供了重要的新工具，可能开启更多高功率激光应用的新篇章。