【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院合肥物質院安光所張天舒研究員課題組在光纖固體混合單頻Innoslab激光放大技術研究方面取得新進展，相關成果發表在國際知名光學領域期刊Optics Express(光學快報)上。
OH?自由基檢測需308nm波段的單頻激光激發，該波段依賴光學參量放大器(OPA)實現高效波長轉換。然而 OPA 高性能泵浦源的缺失成為提升檢測靈敏度的瓶頸之一。現有泵浦源方案中，單頻連續種子源經過脈沖調制后功率衰減、全光纖放大器高峰值功率下易產生非線性效應且損傷閾值較低、傳統全固態放大器小信號增益較弱，多級放大架構則存在系統冗余與單級增益不足的問題，均無法更好地滿足OPA對泵浦源在緊湊性與高單脈沖能量方面的雙重需求。
研究團隊采用了光纖固體混合構型結合Innoslab板條放大技術，實現了單頻連續激光調制為單頻脈沖激光的轉變，并輸出mJ量級的單頻脈沖激光。該技術通過半波片和光纖耦合器，將自研的固體單頻連續種子源輸出的空間激光耦合進保偏光纖，然后基于光纖調制器將單頻連續激光調制為脈沖激光，并注入到兩級光纖放大器，光纖激光經過光纖準直器輸出的空間激光被注入至Innoslab放大器，從而實現了從連續激光到高峰值功率脈沖激光的轉變。實驗結果顯示，1)Innoslab放大器放大前后水平方向的光束質量基本不變，豎直方向光束質量變優，表明其放大光路設計合理；2)Innoslab放大后輸出激光的偏振消光比約30 dB，顯示出良好的水平偏振特性；3)Innoslab放大器將單脈沖能量為5 μJ的單頻脈沖激光放大至1.8 mJ，單級增益約25 dB，表明其具有良好的增益特性。另外，本研究中Innoslab放大器將nJ量級的單頻脈沖激光放大至μJ量級，為固體激光器實現極弱信號放大提供了新思路。
研究成果有望成為大氣污染和溫室氣體探測等環境監測儀器設備的核心器件，為大氣環境保護和氣候變化研究提供有力支持。
趙肖男博士研究生為論文第一作者，張天舒研究員、劉盼助理研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃項目的資助。
圖 1 光纖固體混合Innoslab放大器示意圖
圖 2 板條激光晶體三維熱效應仿真
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