锥形光纤是提供高能量、高光束质量的超快激光器的潜在器件

发布时间:2023-11-27 06:32:03.000Z

                       资料来源:《光电前沿》(2023)。DOI: 10.1007 / s12200 - 023 - 00087 - y

超快激光器具有高时间分辨率、高能量密度、宽带光谱等优点。高能量、高峰值功率的超快激光器已广泛应用于先进制造、光医学、超快物理等工业领域和前沿科学领域。中国国防科技大学周璞教授和李灿教授领导的研究人员对高功率/高能量超快光纤激光器技术很感兴趣。光纤激光器具有系统灵活紧凑、转换效率高、光束质量好等优点。

 

受限于较小的模场面积和较长的传输长度,超快光纤激光器的脉冲能量和峰值功率扩展受到不必要的非线性效应的严重阻碍。一般来说,非线性效应的阈值与模场直径(MFD)成正比。然而不能随意增加光纤的MFD来减轻非线性效应,否则会产生高阶模(HOM),从而降低输出光束的质量。锥形光纤具有纵向增大的芯/包层直径,具有平衡非线性效应和光束质量的潜力。通过将锥形密闭掺杂光纤与高阶色散补偿技术相结合,研究人员展示了一种高能量、高峰值功率的单片 CPA 系统,其光束质量接近衍射极限(M2=1.20)。脉冲压缩后获得的最大脉冲能量为126.3 μJ,脉冲持续时间为401 fs,峰值功率为207 MW,这是迄今为止所报道的由单片光纤激光器产生的最高峰值功率。

 

这项题为“单片锥形掺镱光纤啁啾脉冲放大器可提供126μJ 和207 MW 飞秒激光,光束质量接近衍射极限”的研究成果发表在《Frontiers of Optoelectronics》上。

 

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