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超快激光技術在科研、工業(yè)以及生物醫(yī)學等領域均有著重要且廣泛的應用?；诳娠柡臀阵w的被動鎖模技術是產生超快激光的重要手段。材料可飽和吸收體超快光纖激光器能夠很容易實現(xiàn)自啟動，但材料可飽和吸收體本身的損傷閾值低、響應恢復時間普遍大于脈沖脈寬，容易導致脈沖間的連續(xù)光以及背景噪聲的放大，導致鎖模不穩(wěn)定。

超快激光技術在科研、工業(yè)以及生物醫(yī)學等領域均有著重要且廣泛的應用。基于可飽和吸收體的被動鎖模技術是產生超快激光的重要手段。材料可飽和吸收體超快光纖激光器能夠很容易實現(xiàn)自啟動，但材料可飽和吸收體本身的損傷閾值低、響應恢復時間普遍大于脈沖脈寬，容易導致脈沖間的連續(xù)光以及背景噪聲的放大，導致鎖模不穩(wěn)定。

相較而言，基于Kerr非線性效應的人工可飽和吸收體具有損傷閾值高、恢復時間超快、成本效益高的優(yōu)點。非線性放大環(huán)鏡（Nonlinear amplifying loop mirror, NALM）作為一種常見的人工可飽和吸收體，其對波長不敏感、還可以與保偏光纖結合以提高激光器抵抗環(huán)境干擾的能力。

NALM是利用Sagnac干涉儀的光開關特性實現(xiàn)鎖模，即對同一光脈沖中不同光強部分的透過率不同：對強光高透，對弱光高反。此時的作用等效于可飽和吸收體。對于NALM鎖模，諧振腔中的光經過不等比例分光耦合器后，形成兩個方向相反傳輸?shù)墓馐?，這兩路光通過相同的距離后重新在耦合器處匯合。由于各自的光強不同，在經過同樣的光程后，由強度依賴的自相位調制(Self-phase modulation, SPM)、交叉相位調制(Cross phasemodulation, XPM)等非線性效應導致兩束光的非線性相移不同，并在耦合器處發(fā)生干涉效應。由于Sagnac干涉儀的開關特性，導致干涉脈沖的前后沿因強度較弱而被反射，中間部分透過，又由于光路是個環(huán)路，脈沖在腔中反復通過耦合器，脈沖的中央部分能量越來越高，最終形成穩(wěn)定超短脈沖輸出。

為了使基于NALM的光纖激光器能夠實現(xiàn)自啟動，通常需要一段長光纖來積累足夠的非線性相移，這就使得鎖模脈沖的重復頻率較低。近年來，由法拉第旋轉器和玻片組成的非互易性相移器的引入克服了這一問題，使得環(huán)形鏡能夠在一個緊湊的反射模式下工作，優(yōu)化NALM鎖模光纖激光器自啟動能力的同時極大提高了脈沖的重復頻率。為區(qū)別傳統(tǒng)8字腔光纖激光器，人們將其命名為9字腔光纖激光器。

9字腔光纖激光器結構示意圖

經過科研人員的不斷努力和嘗試，奧創(chuàng)光子自主研發(fā)了飛秒9字腔光纖激光器，通過色散管理技術實現(xiàn)超窄脈寬激光輸出。該9字腔光纖激光器采用全保偏光纖方案，具備高穩(wěn)定性、低相位噪聲，并能夠快速啟動鎖模。該激光器中心波長為1030nm，重復頻率在30MHZ~100MHz可調，光譜寬度＞15nm，脈沖寬度可低至100fs。作為放大器的種子源，該9字腔光纖激光器易于集成、免維護，能夠實現(xiàn)24小時全天候不間斷操作。同時，其也將成為光學頻率梳、分子光譜學、非線性成像等應用領域的理想光源。

9字腔光纖激光器輸出脈沖的光譜及自相關曲線

奧創(chuàng)光子自2018年創(chuàng)立以來，公司已申請60余項專利，已掌握了高能高功率飛秒脈沖放大技術、啁啾體布拉格光柵色散補償技術、波長轉換等關鍵核心技術，結合自主設計制造的超快種子源、溫度調諧式啁啾光纖光柵等核心器件已成功推出系列化飛秒激光器產品，并在國內率先實現(xiàn)工業(yè)領域批量出貨，打破了該領域被國外產品長期壟斷的局面。

目前奧創(chuàng)光子不斷迎合當前市場對于航天航空，新能源鋰電，電子消費等高端精密行業(yè)的發(fā)展節(jié)奏壯大自身，不斷為先進制造產業(yè)轉型升級夯實基礎，促進發(fā)展。

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奧創(chuàng)光子自主研發(fā)的飛秒9字腔全光纖激光器新成果！

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