中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在鎖模光纖激光器光譜控制技術(shù)研究中取得新進(jìn)展，分析了增益不均勻性、無源器件透射譜等腔內(nèi)光譜整形效應(yīng)對(duì)鎖模光纖激光器運(yùn)行狀態(tài)的影響，同時(shí)通過對(duì)腔內(nèi)的Lyot濾波函數(shù)的優(yōu)化，增強(qiáng)了鎖模激光器的自啟動(dòng)能力和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了鎖模光譜的優(yōu)化控制。相關(guān)成果發(fā)表在Optics Communications上。

課題組通過建立數(shù)值模型，綜合分析了以摻鐿光纖作為增益介質(zhì)的1μm波段激光器中出現(xiàn)的增益不均勻性、腔內(nèi)無源器件透射譜對(duì)激光器鎖模狀態(tài)的影響。針對(duì)這一問題提出一種基于Lyot濾波器原理的優(yōu)化鎖模光譜形狀的新方法。通過改變激光諧振腔中保偏光纖之間的連接角度和光纖長度對(duì)Lyot濾波器的透射光譜進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)性地對(duì)光纖鎖模激光器中增益不均性和光纖器件透射譜進(jìn)行相應(yīng)的抑制和補(bǔ)償。

實(shí)驗(yàn)表明，該方法可以有效抑制增益的不均勻性導(dǎo)致的自激振蕩對(duì)鎖模狀態(tài)的建立的影響，提高鎖模光纖激光器的自啟動(dòng)能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)，該方法可以靈活地對(duì)鎖模光譜的中心波長、光譜寬度和平整度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，為保證激光器輸出光譜形狀的一致性提供了新的可能性。

圖1.鎖模激光腔內(nèi)的綜合濾波效應(yīng)

圖2.增益不均勻性對(duì)鎖模脈沖波形和光譜的影響

圖3.光纖連接角度為0°到5°時(shí)，Lyot濾波器的透射譜

圖4.實(shí)驗(yàn)中不同角度下的鎖模光譜對(duì)比