近期，中科院上海光機所超強激光科學與技術全國重點實驗室研究團隊在重頻可調的微焦級超快光纖激光研究方面取得進展。相關研究結果以“Repetition-rate tunable ultrafast microjoule Yb-fiber lasers”為題發(fā)表于Chinese Optics Letters。

脈沖能量微焦級的飛秒激光在生物眼科醫(yī)療和復合材料微加工領域一直備受關注。在眼科領域中，激光輔助原位角膜磨鑲術（LASIK）和小切口角膜基質透鏡取出術（SMILE）等近視矯正手術，都依賴這類激光實現(xiàn)高精度角膜結構處理，相比傳統(tǒng)機械刀片優(yōu)勢顯著。但當前商用微焦級飛秒激光器多采用固定的重復頻率。固定的重頻雖降低了激光系統(tǒng)復雜度，卻難以應對需要更低重頻、更高能量飛秒脈沖的應用需求，如飛秒激光輔助白內障手術（FLACS），通常需要數(shù)百kHz重頻，5-10 μJ的飛秒脈沖。發(fā)展重復頻率可調、脈沖能量微焦級的飛秒激光，可以拓展其應用的靈活性。

在這項工作中，研究人員基于光纖啁啾脈沖放大技術，采用定制的啁啾光纖布拉格光柵作為脈沖展寬器，匹配透射式光柵壓縮器的二階、三階色散，實現(xiàn)了脈沖能量微焦級的飛秒脈沖。該光纖激光系統(tǒng)利用光纖式聲光調制器進行脈沖選單，實現(xiàn)脈沖重頻在 200 kHz 至 2 MHz 范圍內靈活調節(jié)。在2 MHz重頻下，系統(tǒng)可輸出1 μJ、143 fs的脈沖；在200 kHz重頻下，系統(tǒng)可輸出10 μJ、157 fs的脈沖。系統(tǒng)工作在其他重頻下的輸出脈沖寬度均小于180 fs。該系統(tǒng)功率穩(wěn)定性和光束質量優(yōu)異，為實際應用提供了可靠性能保障。本項工作提供了一套能量微焦級、重頻大范圍調諧的全光纖飛秒脈沖產生方案，有望應用于生物眼科醫(yī)療和復合材料微加工領域。

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輸出脈沖的特性

相關工作得到國家重點研發(fā)計劃、上海市浦江計劃以及國家自然科學基金等項目支持。

相關鏈接：http://doi.org/10.3788/COL202523.071402