High energy femtosecond light source by phase-locked mode-locked multicore fiber laser

锁相锁模多芯光纤激光器高能飞秒光源

基本信息

批准号：
22H01985
负责人：
白川晃
金额：
$ 10.07万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1.可飽和吸収体による位相同期モード同期Yb添加7コアマルチコアファイバー(MCF)レーザーについて、分散制御によるモード同期の高品位化、高度化を目指した。発振器内に透過型回折格子対を配置し、まずは全体の分散をほぼゼロ分散としストレッチドパルス動作を試みた。出力2.0 W、繰り返し周波数 34.4 MHz、パルスエネルギー58nJ を得た。しかしスペクトル幅は拡大せず、ストレッチドパルス動作には至っていない。またin-phase モードを選択励振できていない。高次スーパーモードに関しても吸収飽和し発振してしまっているためで、飽和フルエンスがより高い可飽和吸収体が位相同期には必要であることを明らかにした。2.MCFのスーパーモード間で群速度が異なることを用いた時間領域モード選択の実証を目指し、まずYb添加マルチモードファイバー(MMF)を用いた能動モード同期レーザーを構築し、時間領域モード選択実験を行った。直径19ミクロンのYb添加MMFと音響光学変調器(AOM)を用いてリング共振器を構築し、変調周波数掃引により空間モードが明瞭に変化することを観測した。モード同期の起きる変調周波数の範囲が約11kHzであり、計算値の約10kHzとほぼ一致していることを確認した。モード同期が不安定で空間モードの純度も不十分なことから、自由空間部からファイバー部への再結合でモード混合が起きていることが考えられ、更に高度な共振器設計が必要という今後の課題を得た。

1.采用可饱和吸收体的锁相锁模镱七芯多芯光纤（MCF）激光器旨在通过色散控制提高锁模的质量和复杂度。我们在振荡器内放置了一对传输光栅，并首先尝试将整体色散设置为几乎为零的拉伸脉冲操作。获得2.0W的输出、34.4MHz的重复频率和58nJ的脉冲能量。然而，谱宽没有扩展，并且没有实现展宽脉冲操作。而且，不能选择性地激励同相模式。这是因为高阶超模饱和并振荡，并且表明具有更高饱和通量的可饱和吸收体对于锁相是必要的。 2.为了利用MCF超模之间的群速度差异来演示时域模式选择，我们首先使用掺镱多模光纤（MMF）构建了主动锁模激光器，并进行了时域模式选择实验。。我们使用直径为 19 微米的掺镱多模光纤和声光调制器（AOM）构建了环形谐振器，并观察到通过扫描调制频率可以明显改变空间模式。经证实，发生锁模的调制频率范围约为11kHz，与计算值约10kHz几乎相符。由于锁模不稳定且空间模式的纯度不够，因此认为由于从自由空间部分到光纤部分的复合而发生模式混合，因此需要进一步先进的谐振器设计。