報(bào)道了一種基于空芯光子晶體光纖中氘氣轉(zhuǎn)動(dòng)受激拉曼散射的單程高效光纖氣體激光光源。因空芯光子晶體光纖具有特殊的傳輸譜,增益相對(duì)較大的振動(dòng)受激拉曼散射被很好地抑制,使得泵浦激光能夠高效地向轉(zhuǎn)動(dòng)斯托克斯光轉(zhuǎn)化。采用自行搭建的1540nm納秒脈沖光纖放大器,泵浦一段長(zhǎng)為20m、充高壓氘氣的空芯光子晶體光纖,在單程結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了高效的1645nm拉曼激光輸出。當(dāng)氣壓為2 MPa時(shí),最大平均輸出功率約為0.8 W(單脈沖能量約為1.6μJ),激光光源斜率效率約為71.4%。研究結(jié)果為1.7μm波段光纖激光的實(shí)現(xiàn)提供了一條簡(jiǎn)單有效的新途徑。

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【部分圖文】：

圖1實(shí)驗(yàn)裝置及原理圖。（a）實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，插圖為空芯光子晶體光纖截面示意圖；（b）氘氣一階轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼能級(jí)躍遷示意圖；（c）測(cè)量得到的空芯光子晶體光纖傳輸譜；（d）最大輸出功率時(shí)泵浦激光器的光譜

氘氣轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼光纖氣體激光光源實(shí)驗(yàn)裝置如圖1(a）所示，泵浦源為自行搭建的1540nm脈沖光纖放大器，脈沖寬度約為12ns，重復(fù)頻率為500kHz，最大平均輸出功率約為1.8W。放大器的輸出端（SMF-28e）與光纖分束器（分束比99∶1）熔接，其輸出端一端通過(guò)功率計(jì)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)....

圖4脈沖及時(shí)域特性圖。（a）最大泵浦功率下泵浦光、拉曼光和殘余泵浦光的波形；（b）拉曼光重復(fù)頻率的測(cè)量結(jié)果

對(duì)圖4(a）中的泵浦脈沖和拉曼脈沖的脈沖寬度進(jìn)行測(cè)量，其中，泵浦脈沖的脈沖寬度為12ns，而拉曼激光的脈沖寬度為11.2ns，即產(chǎn)生的拉曼光的脈沖寬度要小于泵浦光的。圖4(b）顯示了拉曼光重復(fù)頻率的測(cè)量結(jié)果，為500kHz，與泵浦光的重復(fù)頻率相同。此外，還測(cè)量了其最大泵浦功率下的....

圖22MPa氣壓下空芯光子晶體光纖的輸出光譜（左側(cè)插圖為1540nm泵浦光光斑，右側(cè)插圖為1645nm拉曼光光斑）

當(dāng)氘氣壓強(qiáng)為2MPa時(shí)，最大泵浦功率下光譜儀（YokogawaAQ6370D）測(cè)得的輸出光譜如圖2所示。從圖2可見(jiàn)，輸出光譜非常干凈，除了殘余泵浦光外，只有一條拉曼譜線(xiàn)為一級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)斯托克斯譜線(xiàn)（拉曼頻移為414.5cm-1），兩者均在圖1(c）所示的傳輸帶內(nèi)。這主要是由使用的空芯....

圖3輸出功率特性。（a）不同氣壓下拉曼光功率隨泵浦光功率的變化；（b）不同氣壓下最大拉曼轉(zhuǎn)化效率（拉曼光功率/總泵浦光功率）隨泵浦光功率的變化；（c）殘余泵浦功率隨泵浦功率的變化；（d)2MPa氣壓下的拉曼功率曲線(xiàn)

圖4(a）為最大泵浦功率下由快速光電探測(cè)器（EOTET5000）和寬帶示波器（TektronixMDO3104）測(cè)得的泵浦光、拉曼光和殘余泵浦光的波形。從圖4(a）中可以清晰地看出，殘余泵浦光波形中部存在明顯的凹陷。這是由于達(dá)到閾值后，中間部分泵浦光已轉(zhuǎn)化為拉曼光，而拉曼光的....

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