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近期，中國科學院上海光學精密機械研究所空天激光技術與系統部周佳琦研究員團隊，在超快光纖激光稀土拉曼混合放大研究方面取得進展。相關成果以“Integrated ultrafast Yb-Raman fiber amplifier based on nonlinear optical gain modulation”為題，發表在High Power Laser Science and Engineering上。

在傳統的非線性光學增益調制系統中，泵浦脈沖能量放大單元和非線性光學頻率轉換單元是分開的，一方面需要高功率波分復用器耦合高能泵浦脈沖和單頻連續激光種子，另一方面高功率工作下有源光纖和無源光纖的熔接也會對系統長期穩定性構成風險。

針對這些問題，研究團隊開發了一種新型的超快光纖激光稀土拉曼混合放大器，利用摻鐿光纖同時提供稀土增益和拉曼增益，可以產生單脈沖能量更高的拉曼脈沖（圖1）。在實驗中，一階拉曼脈沖的單脈沖能量可被放大至~1 μJ，脈寬可壓縮至589 fs，最大拉曼轉換效率可達69.9 %（圖2），并且通過數值模擬探究了產生10 μJ量級拉曼脈沖的可能。該研究提供了一種產生微焦量級拉曼脈沖的方法，在非線性光學成像和微機械加工等領域具有潛在的應用價值。

相關工作得到了國家重點研發計劃、中國科學院青年創新促進會、國家自然科學基金等項目的支持。

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圖1 實驗裝置示意圖

圖2?拉曼脈沖輸出特性

（a）光譜；（b）自相關曲線；（c）脈沖序列；（d）RF譜