奧創(chuàng)光子繼本年度第三季度完成高重復(fù)頻率、窄脈寬飛秒9字腔鎖模振蕩器開(kāi)發(fā)后，針對(duì)大能量啁啾脈沖放大（CPA）系統(tǒng)的種子源需求，近期在上述產(chǎn)品基礎(chǔ)上又推出了高單脈沖能量的9字腔鎖模飛秒激光振蕩器。基于非線性放大環(huán)形鏡（NALM）結(jié)構(gòu)的非線性光纖光學(xué)裝置對(duì)環(huán)形腔內(nèi)色散、非線性相移等物理量十分敏感，尤其是基于NALM搭建的鎖模激光器，其鎖模特性和鎖模脈沖質(zhì)量受到NALM自身特性的影響。為了獲得較大的單脈沖能量，鎖模光纖激光器諧振腔長(zhǎng)度通常比較長(zhǎng)，由此引入的色散和非線性相移積累需要與鎖模激光器的其它色散器件、增益器件相平衡。為此，奧創(chuàng)光子自制了具有較大色散系數(shù)的啁啾光纖光柵作為9字腔激光器的一個(gè)腔鏡，兼具色散補(bǔ)償和反饋/輸出脈沖的功能。該啁啾光纖光柵采用飛秒紫外激光光刻技術(shù)制作，峰值反射率達(dá)到35%，反射譜曲線如圖1，可見(jiàn)光譜調(diào)制甚微，并具有良好的邊模抑制比；其色散系數(shù)在光纖光柵工藝制程中通過(guò)調(diào)節(jié)干涉光路來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。
圖1. 奧創(chuàng)光子自制啁啾光纖光柵反射譜
9字腔鎖模光纖激光器的另一個(gè)核心器件是相移器，它是9字腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)可飽和吸收效應(yīng)的關(guān)鍵器件，其相移精度、光纖耦合插損等在奧創(chuàng)光子器件實(shí)驗(yàn)室被精確調(diào)校，充分保障了該器件用于鎖模光纖激光器的參數(shù)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。奧創(chuàng)光子研制的低插損π/2相移器產(chǎn)品實(shí)物如圖2所示。
圖2. 奧創(chuàng)光子自制保偏光纖輸入輸出π/2相移器產(chǎn)品照片
將上述兩個(gè)核心光纖無(wú)源器件接入9字腔內(nèi)，在合適的泵浦強(qiáng)度下，還需要精細(xì)優(yōu)化腔內(nèi)每一器件的尾纖長(zhǎng)度來(lái)平衡腔內(nèi)凈色散、相移量，方可啟動(dòng)鎖模。在啁啾光纖光柵腔鏡色散補(bǔ)償量一定的前提下，我們測(cè)試了9字腔內(nèi)不同位置無(wú)源光纖長(zhǎng)度對(duì)輸出脈沖激光的影響，以及不同腔長(zhǎng)條件下的鎖模效果。在穩(wěn)定輸出單脈沖鎖模序列的前提下，該9字腔鎖模腔型能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)頻率19.8 MHz~32.2 MHz的寬光譜鎖模脈沖。鎖模脈沖序列及典型光譜見(jiàn)圖3。該鎖模激光器輸出的單脈沖能量最高達(dá)到了0.67 nJ，可為全光纖CPA系統(tǒng)提供充足的信號(hào)強(qiáng)度，有利于后續(xù)光纖放大器的高信噪比放大。圖3. 基于自制核心器件的9字腔鎖模光纖激光器輸出特性：
a.鎖模脈沖序列；b.鎖模光譜
目前奧創(chuàng)光子的9字腔鎖模光纖激光種子源已具備了覆蓋20 MHz~100 MHz重復(fù)頻率的能力，經(jīng)腔外色散補(bǔ)償后可獲得亞百飛秒至500 fs的超短脈沖。該系列化產(chǎn)品的大范圍重復(fù)頻率可訂制特點(diǎn)，可滿(mǎn)足在包括光頻梳、高能脈沖放大等不同飛秒激光應(yīng)用領(lǐng)域的推廣；其低損傷風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)也開(kāi)辟了向空天、水下等應(yīng)用場(chǎng)合的擴(kuò)展。奧創(chuàng)光子技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)級(jí)飛秒激光器及其核心器件研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)?？偛孔溆谡憬『贾菔?，目前擁有約10000平方米光學(xué)潔凈室和辦公區(qū)。公司創(chuàng)始核心團(tuán)隊(duì)由中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室核心隊(duì)伍及海歸超快激光器工程化專(zhuān)家共同組成，其中包括國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃專(zhuān)家、國(guó)際知名超快激光器企業(yè)首席設(shè)計(jì)師等，是目前國(guó)內(nèi)超快激光領(lǐng)域的先行者和引領(lǐng)者。
自2018年創(chuàng)立以來(lái)，公司已申請(qǐng)150余項(xiàng)專(zhuān)利，已擁有核心技術(shù)包括NALM全光纖長(zhǎng)壽命鎖模種子源量產(chǎn)工藝、高階色散可調(diào)控CFBG制作工藝、拋物脈沖高保真光纖CPA技術(shù)、高增益innoslab放大器封裝工藝及技術(shù)等，結(jié)合100%自主設(shè)計(jì)的超快種子源、溫度調(diào)諧式啁啾光纖光柵等核心器件，已成功推出千瓦級(jí)、毫焦級(jí)、超短脈寬等系列化飛秒激光器產(chǎn)品，并在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域批量出貨，年量產(chǎn)出貨超過(guò)500臺(tái)，打破了該領(lǐng)域被國(guó)外產(chǎn)品長(zhǎng)期壟斷的局面。
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