为获取这种极窄线宽的脉冲激光，该课题组已进行了多年的努力。首先，设计与研制了线宽小于10 kHz的单纵模低噪声连续波光纤激光器，这种激光器的相对强度噪声和频率噪声分别达到-110dB/Hz和45dB Hz2/Hz；进而，设计与研制了基于空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的低压气体腔频率参考，由此实现了对连续波光纤激光器的稳频，从而解决了注入种子单纵模调Q 光纤激光器的种子激光源问题；在此基础上，通过消除诸如尾纤型声光调制器在种子注入单纵模调Q激光运转中产生频移等多种不利影响，最终以主动强度调制类Q开关，获得了极窄线宽的单纵模调Q光纤激光脉冲。目前，该课题组又采用光纤放大技术，已将这种单纵模调Q脉冲的能量提升至0.2mJ，线宽依然小于2MHz，而对于连续波光纤激光，功率则提升至10W，线宽依然保持在40kHz以内。此外，通过合理设计散热系统和泵浦控制模块，将这种高功率单纵模连续波和脉冲光纤激光器研制成工程化样机，已获得了初步的应用。上述这些进展在近年也分别发表在IEEE Photonics Technology Letters、Applied Optics等期刊上。

单纵模调Q光纤激光器结构示意图

 

 

调Q光纤激光脉冲的单纵模特性与线宽

 

这种单纵模连续波或脉冲激光光源在物质精细结构分析、精密激光光谱学与高端激光雷达、引力波探测及相干检测与传感等领域具有广阔的应用前景。该项研究工作得到国家高技术研究发展计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项（B类）等项目的资助。

 

DBR单纵模光纤激光器样机

 

高功率单纵模光纤激光器样机