本报讯 西北工业大学物理科学与技术学院教授毛东、赵建林团队与芬兰阿尔托大学教授孙志培合作，在多波长同步锁模孤子激光方面取得进展。相关成果近日发表于《自然—通讯》。

超快光纤激光器利用光纤为传导介质，具有结构紧凑、稳定性好、光束模式优良、峰值功率高以及与其他光纤系统兼容等优点，在高速光通信、生物医学、材料处理和精密物理测量等领域有广泛应用。

锁定激光谐振腔中纵模的相位是产生超短脉冲的典型方法，脉冲持续时间可以达到万亿分之一秒量级。然而，对于传统多波长锁模光纤激光器而言，由于群速度色散的影响，脉冲传输速度与工作波长相关，导致不同波长的锁模脉冲在腔内独立演化并周期性碰撞。因此，如何在非零色散光纤谐振腔中产生多波长同步锁模孤子，是超快激光领域的难点之一。

研究团队通过在负色散光纤谐振腔中引入光谱滤波和群延迟补偿，成功实现了2~5个波长的同步锁模激光孤子脉冲输出，所得孤子包络中子脉冲的重复频率达到1.26太赫兹。他们进一步基于光谱实时探测技术，详细研究了多波长同步锁模脉冲的形成及演化行为。实验和模拟结果表明，当不同波长之间群延迟差被补偿到零附近时，可饱和吸收效应在腔内使脉冲自动同步，激光系统中损耗达到最低并形成稳定的运转。

该方案不仅为直接产生多波长超高重频脉冲提供了一种全新方法，也为差频产生太赫兹波及非线性拉曼光谱测量提供了所需的特种脉冲源。 （张行勇）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26872-x