報道了一種基于空芯光子晶體光纖中氘氣轉動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,增益相對較大的振動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動斯托克斯光轉化。采用自行搭建的1540nm納秒脈沖光纖放大器,泵浦一段長為20m、充高壓氘氣的空芯光子晶體光纖,在單程結構中實現了高效的1645nm拉曼激光輸出。當氣壓為2 MPa時,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%。研究結果為1.7μm波段光纖激光的實現提供了一條簡單有效的新途徑。

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【部分圖文】：

圖1實驗裝置及原理圖。（a）實驗裝置示意圖，插圖為空芯光子晶體光纖截面示意圖；（b）氘氣一階轉動拉曼能級躍遷示意圖；（c）測量得到的空芯光子晶體光纖傳輸譜；（d）最大輸出功率時泵浦激光器的光譜

氘氣轉動拉曼光纖氣體激光光源實驗裝置如圖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，其輸出端一端通過功率計來實時監(jiān)測....

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

對圖4(a）中的泵浦脈沖和拉曼脈沖的脈沖寬度進行測量，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）顯示了拉曼光重復頻率的測量結果，為500kHz，與泵浦光的重復頻率相同。此外，還測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（左側插圖為1540nm泵浦光光斑，右側插圖為1645nm拉曼光光斑）

當氘氣壓強為2MPa時，最大泵浦功率下光譜儀（YokogawaAQ6370D）測得的輸出光譜如圖2所示。從圖2可見，輸出光譜非常干凈，除了殘余泵浦光外，只有一條拉曼譜線為一級轉動斯托克斯譜線（拉曼頻移為414.5cm-1），兩者均在圖1(c）所示的傳輸帶內。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

圖4(a）為最大泵浦功率下由快速光電探測器（EOTET5000）和寬帶示波器（TektronixMDO3104）測得的泵浦光、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。這是由于達到閾值后，中間部分泵浦光已轉化為拉曼光，而拉曼光的....

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