上海光机所在高分辨率激光脉冲时域整形技术研究方面取得新进展

图 1. (a)FOCUS原理图;(b)频率-时间转换示意图;(c)实验装置图。

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室在高分辨率激光脉冲时域任意整形技术研究方面取得进展，相关研究成果以“Nonlinear Spectral-Temporal Manipulation for Chirp-Free Pulse Synthesis at Picosecond Resolution”为题发表于Photonics Research。

光学任意波形发生技术在高能量密度物理、激光微加工及光通信等领域具有广泛的应用价值。其中，随机脉冲序列 (Spike Train of Uneven Duration and Delay,STUD) 作为一种可有效抑制激光与等离子体相互作用中各类不稳定性的技术方案，备受关注。然而，当前主流的脉冲整形技术存在时域分辨率不足、记录长度受限以及存在残余啁啾等问题，尚难以满足STUD脉冲的技术要求。

图 2. (a)和(b)光谱整形图;(c)和(d)基于四波混频的光谱转录结果图;(e)和(f)消啁啾的高分辨率激光脉冲序列。

针对上述挑战，研究团队创新性地提出一种基于光波导四波混频的脉冲时域任意整形技术 (Four-wave Optical-waveguided Chirp-free Ultrafast Shaping,FOCUS)，并成功实现了时域分辨率2ps、记录长度400ps、中心波长可调谐范围3.5nm的消啁啾脉冲序列输出。该技术为STUD等方案所需的激光脉冲产生提供了可行的技术路径，同时具备向集成化光任意波形发生芯片发展的潜力。

该工作得到中国科学院战略性先导科技专项以及上海市东方英才计划等项目支持。

审核编辑 黄宇