基于Yb:CaF2激光全模式锁定的超宽带波长扫频源

"Ultrabroadband wavelength-swept source基于Yb:CaF2激光器的全模式锁定" 本文介绍了一种基于自调制飞秒振荡器的超宽带高速波长扫频源。该系统的核心是通过模式锁定的Yb:CaF2激光器对光子晶体光纤进行泵浦，从而导致光谱从485纳米扩展到1800纳米的强烈展宽。Yb:CaF2激光器的泵浦腔可以重新调整，目的是实现纵向和横向TEM00及TEM01电磁模式的完全模式锁定。这种锁定导致了输出光束的空间振荡，进而影响了耦合效率，产生调制。 关键词：超宽带、波长扫频源、Yb:CaF2激光器、模式锁定、光子晶体光纤、自调制、飞秒振荡器、空间振荡、耦合效率 这篇研究论文详细阐述了一种新型的光源技术，它利用Yb:CaF2掺杂的激光器作为核心，通过自我调制的机制实现了超宽带的波长扫频。Yb:CaF2是一种常用的掺杂材料，因其在近红外区域的高效激光性能而受到重视。在本研究中，模式锁定技术被应用到激光器中，使得激光器能够产生短脉冲，这些脉冲在经过光子晶体光纤时发生色散，极大地拓宽了输出光谱的范围。 模式锁定是激光科学中的一个重要概念，它允许激光器产生等间隔的超短脉冲序列，这些脉冲具有非常高的峰值功率和良好的时间结构。在Yb:CaF2激光器中，通过调整腔体结构，实现了纵向（TEM00）和横向（TEM01）电磁模式的完全模式锁定，这意味着激光器的各个模式都在同一相位上，形成稳定的脉冲序列。 光子晶体光纤（PCF）是一种特殊的光纤，其内部结构包含周期性变化的折射率，能有效增强非线性光学效应。在这个实验中，泵浦激光通过PCF，非线性过程如受激拉曼散射（SRS）和四波混频（FWM）共同作用，将初始激光的窄带谱线扩展到了近红外的超宽带范围，从485纳米扩展到1800纳米。 值得注意的是，完全模式锁定导致的输出光束的空间振荡产生了耦合效率的调制。这种现象可能对光束的质量和应用有所影响，例如在光学传感、光谱学、超快成像等领域。因此，理解并控制这种空间振荡对于优化光源性能和提高系统的稳定性至关重要。 这项研究提供了一种新的、基于Yb:CaF2激光器的超宽带波长扫频源，它具有广泛的应用潜力，特别是在需要快速、宽光谱范围的光谱测量和高速光学传感中。通过深入研究和优化，这种光源有望在未来的科研和工业应用中发挥重要作用。