掺铒单模光纤飞秒脉冲激光器和放大器

曹 顺，郝 强，曾和平

（1．上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093；2．华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200062）

引 言

处于人眼安全波段以及通讯窗口的1.5 μm波段超短脉冲激光器在太赫兹产生、光通信、生物光子学等领域有着重要的应用[1-4]。超短脉冲光纤激光器大多依赖于被动锁模技术来搭建[5]，诸如非线性放大环形镜（nonlinear amplification loop mirror, NALM）锁模[6]、半导体可保和吸收镜（semiconductor saturable absorber mirror, SESAM）锁模[7]和非线性偏振旋转（nonlinear polarization rotation, NPR）锁模[8]。NALM具有可靠性高、背景噪声低优点，但其对非线性相位累积需求较高，致使锁模阈值较高[9]。2018年，高婉丽等利用NALM锁模获得重复频率257 MHz、脉冲宽度44.6 fs、输出功率104 mW的超短脉冲[10]。NPR具有装置简单、易于搭建、锁模自启动等优点，但NPR采用非保偏结构，工作状态易受外界环境影响[11]。尽管已有基于保偏光纤NPR锁模的报道，但温度对光纤折射率的影响这一因素并未解决，仍然会影响锁模[12-13]。2019年，马挺等利用NPR锁模获得重复频率100 MHz、脉冲宽度39 fs、输出功率94.5 mW的超短脉冲[14]。SESAM锁模技术具有阈值低、自启动、结构简单等优点[15]，在实际应用中备受关注。2017年，陈炯等通过腔内色散补偿方法，采用透射式SESAM实现了重复频率82.84 MHz、输出功率10 mW、脉冲宽度381 fs的脉冲[16]。2016年，Yu等利用饱和吸收体锁模经过双级放大以及后续压缩结构得到了重复频率200 MHz、输出功率320 mW、脉冲宽度34 fs的超短脉冲[17-18]。

太赫兹（THz）作为21世纪最重要的新兴学科之一，在人体安检、无损检测、医学检测等领域有着重要应用[19]。在THz时域光谱技术研究和应用上，超短脉冲激光激发光电导天线是较为常用的方案。……