近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率光纖激光技術(shù)實驗室在單頻激光非線性光譜操控方面取得進展。研究團隊利用倍頻過程中伴生的相位加倍效應(yīng)，將相位調(diào)制展寬的激光在倍頻后恢復(fù)為單頻，從而繞過單頻激光光纖放大時面臨的受激布里淵散射難題。相關(guān)成果發(fā)表在《光學(xué)快報》（Optics Letters）上。

高功率單頻激光在量子信息、激光遙感等領(lǐng)域有重要應(yīng)用需求。光纖放大器是獲得高功率連續(xù)波單頻激光的主要手段，但是光纖中的受激布里淵散射效應(yīng)限制了單頻放大器的輸出功率。相位調(diào)制展寬是種靈活的受激布里淵散射抑制技術(shù)，作為一種高度可控的手段，廣泛應(yīng)用于高功率窄線寬光纖激光放大器。但是放大器輸出不再是單頻激光，不能滿足眾多應(yīng)用的需求。

研究團隊提出了一種巧妙的將相位調(diào)制展寬后的激光恢復(fù)為單頻激光的方法：對單頻激光施加深度為π的階躍型相位調(diào)制，激光光譜展寬，從而抑制放大器中受激布里淵散射；倍頻后，調(diào)制深度變?yōu)?π，也即相位調(diào)制被消除，激光恢復(fù)為單頻。實驗中，研究人員采用矩形和常用的PRBS型相位調(diào)制進行了驗證。這種方法可以獲得單頻的倍頻激光，而可見或紫外的倍頻激光正是很多高端應(yīng)用所需要的光源。

該研究獲得國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金項目的支持。

原理示意圖

方波相位調(diào)制下的光譜演變圖。a)為模擬結(jié)果，上欄為基頻光在不同調(diào)制深度下的光譜，下欄是對應(yīng)的倍頻光光譜；b)為相應(yīng)的實驗結(jié)果。