中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光物理聯(lián)合實驗室在鎖模光纖激光器光譜控制技術(shù)研究中取得新進展，分析了增益不均勻性、無源器件透射譜等腔內(nèi)光譜整形效應(yīng)對鎖模光纖激光器運行狀態(tài)的影響，同時通過對腔內(nèi)的Lyot濾波函數(shù)的優(yōu)化，增強了鎖模激光器的自啟動能力和穩(wěn)定性，實現(xiàn)了鎖模光譜的優(yōu)化控制。相關(guān)成果發(fā)表在Optics Communications上。

課題組通過建立數(shù)值模型，綜合分析了以摻鐿光纖作為增益介質(zhì)的1μm波段激光器中出現(xiàn)的增益不均勻性、腔內(nèi)無源器件透射譜對激光器鎖模狀態(tài)的影響。針對這一問題提出一種基于Lyot濾波器原理的優(yōu)化鎖模光譜形狀的新方法。通過改變激光諧振腔中保偏光纖之間的連接角度和光纖長度對Lyot濾波器的透射光譜進行設(shè)計，針對性地對光纖鎖模激光器中增益不均性和光纖器件透射譜進行相應(yīng)的抑制和補償。

實驗表明，該方法可以有效抑制增益的不均勻性導致的自激振蕩對鎖模狀態(tài)的建立的影響，提高鎖模光纖激光器的自啟動能力和運行穩(wěn)定性。同時，該方法可以靈活地對鎖模光譜的中心波長、光譜寬度和平整度等參數(shù)進行調(diào)節(jié)，為保證激光器輸出光譜形狀的一致性提供了新的可能性。

圖1.鎖模激光腔內(nèi)的綜合濾波效應(yīng)

圖2.增益不均勻性對鎖模脈沖波形和光譜的影響

圖3.光纖連接角度為0°到5°時，Lyot濾波器的透射譜

圖4.實驗中不同角度下的鎖模光譜對比