上海光機所在優(yōu)化非線性光學增益調制拉曼放大器的數值模擬中取得新進展
近日,中國科學院上海光學精密機械研究所高功率光纖激光技術實驗室馮衍研究員團隊通過系統(tǒng)的數值仿真模擬,提出了優(yōu)化基于非線性光學增益調制的超快拉曼光纖激光器中拉曼轉換效率的關鍵方法。相關結果以“Numerical simulation of nonlinear optical gain modulation in a Raman fiber amplifier”為題發(fā)表在Optics Express。 研究者使用基于廣義非線性薛定諤方程的數值模型模擬非線性光學增益調制過程中泵浦和拉曼脈沖在光纖中的演化過程: ![]() 并通過四階龍格-庫塔法求解廣義非線性薛定諤方程。模擬的拉曼放大器的示意圖如圖 1(a) 所示。一個皮秒脈沖泵浦和一個單頻連續(xù)種子源被一同耦合入一段拉曼光纖中。 研究者通過改變仿真系統(tǒng)中拉曼光纖長度、種子激光功率、泵浦脈沖能量、群速度色散和泵浦脈沖寬度來研究它們如何影響拉曼脈沖的轉換效率和壓縮后的拉曼脈沖寬度。結果表明,光纖中存在的走離效應對轉換效率有著重要的影響。只有當走離速度能較好地匹配拉曼轉換速度時,基于非線性光學增益調制的拉曼放大器才能達到最高的轉換效率。 該工作為如何產生波長靈活的,具有微焦單脈沖能量的飛秒脈沖提供了一種指導方針。通過設定合適的參數,可以使拉曼放大器的光光轉化效率達到85%以上。這將為天文探測,光譜檢測等需要特殊波長高能量飛秒的應用提供高質量的激光光源。 ![]() 圖1 (a) 非線性光學增益調制模擬結構示意圖;(b)泵浦和(c)拉曼脈沖在光纖中的脈沖演化 |