飞秒锁模激光器中单梳线的精确选择和放大：苏州大学团队取得重大进展
近日，苏州大学光电科学与工程学院的徐银副教授和包华龙教授领导的研究团队在飞秒锁模激光器中单梳线的精确选择和放大方面取得了重要突破。该团队提出了一种新颖的方案，能够从飞秒锁模激光器中提取和放大单个梳线，具有高信噪比（SNR），且其频率可以在飞秒锁模激光器的整个范围内任意调谐。
一、研究背景
具有窄线宽和低相位噪声的激光源在激光雷达、相干光通信和高精度计量等领域具有重要应用。然而，飞秒锁模激光器的重复频率通常受限于米级腔长，仅限于几十或几百兆赫兹，这使得使用标准光学带通滤波器从飞秒锁模激光器中提取单个线条变得困难。
二、研究方法
该方案基于脉冲重复率倍增、光学注入锁定和受激布里渊散射的偏振拉动特性相结合实现。具体步骤如下：
1.脉冲重复率倍增：通过马赫-曾德干涉仪将飞秒锁模激光器的重复频率从191MHz倍增到1.528GHz，减少DFB锁定带宽内的梳线数量，使注入效果更加稳定。
2.光学注入锁定：将倍增后的梳线中的一条，通过调整其中心波长和功率注入锁定到DFB激光器中，DFB激光二极管作为泵浦，用于生成布里渊增益。
3.受激布里渊散射的偏振拉动特性：利用该特性，通过频率偏移单元调节梳线注入锁定的DFB激光器的频率，使目标梳线位于受激布里渊散射增益最大值处，从而实现精确选择和放大。
三、实验结果
实验中，研究人员成功将目标梳线的信噪比提高到超过70dB，且其频率可以在飞秒锁模激光器的整个范围内任意调谐。通过延迟自干涉技术测量的白频率噪声底线约为80Hz²/Hz，在3kHz积分线宽下线宽约为1100Hz。
四、应用前景
该技术在超精密计量和光谱学等多个应用中具有巨大潜力。例如，超精密宽带光谱测量技术可以实现低于10Hz的频率测量精度和对激光扫描速度的即时跟踪，测量精度比现有技术提高了两个数量级。
这项研究不仅展示了飞秒锁模激光器在高精度应用中的潜力，还为未来相关领域的技术发展提供了新的思路和方法。
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