大功率GHz重复频率飞秒光纤激光技术及前沿应用

与kHz~MHz重复频率飞秒激光相比,GHz重复频率飞秒激光具有更大的频率间隔、更易获得高平均功率,是光谱学、生物光子学、微波光子学、精密加工等基础研究与工业应用领域的崭新工具.光纤型飞秒激光在光束质量、紧凑性、鲁棒性等方面具有先天优势,是大功率GHz重复频率飞秒激光的重要发展方向,有望拓展激发超快激光在尖端领域应用,支撑核心工业、生命医学、航空航天等领域持续创新.本文从大功率GHz重复频率飞秒光纤激光器的技术难点、最新进展、前沿应用等方面进行综述,并展望未来发展前景.

窄谱被动锁模光纤激光中心波长高速调谐及其脉冲重建过程

报道基于快速声光滤波技术的窄谱被动锁模掺镱光纤激光中心波长快速调谐研究。窄谱锁模光纤激光器系统的输出功率可达200 mW,脉冲宽度为5.87 ps,重复频率为40.874 MHz,光谱带宽为0.15 nm。通过编程声光可调谐滤波器的射频信号,可以获得中心波长在1016~1042 nm范围内可调谐的稳定锁模脉冲。为了掌握腔内滤波时激光脉冲的重建过程,利用色散傅里叶变换技术观测波长调谐时激光脉冲的实时重建过程,并确定激光器的最高中心波长调谐频率约为5 kHz。

基于声光偏转的高速GHz超快激光扫描技术

双光子激发显微镜是研究脑神经元活动的重要工具。基于传统机械式逐点激光扫描技术的双光子激发显微镜成像速度较慢,无法进行脑神经元活动的实时观察研究。此外,高速双光子激发显微成像需要配置高重复频率飞秒激光,以保证在较短的像素停留时间内获得较高的信息强度。本文提出了基于声光偏转的并行GHz超快激光扫描技术,通过设计射频编码方案,在920 nm波段搭建了高速GHz超快激光扫描系统。通过调整时间和空间重合,最终在15~31 MHz频率范围内获得了33个可分辨的并行GHz超快激光扫描光束,为实现高速双光子激发显微成像提供了技术支撑。