研究生张少宇在《Optics & Laser Technology》发表全高阶庞加莱球光束锁模光纤激光器研究成果
近日，江苏科技大学理学院应用光学研究中心胡友友副教授团队在全高阶庞加莱球光束锁模光纤激光器方面取得研究进展，在国际知名物理学期刊《Optics & Laser Technology》（中科院物理大类2区、TOP期刊，影响因子：5.0）上发表研究论文《Full higher-order Poincaré sphere beam mode-locked fiber laser》(DOI:10.1016/j.optlastec.2024.110933)，论文第一作者为2021级物理学硕士研究生张少宇，通讯作者为胡友友副教授，江苏科技大学为第一单位。
高阶庞加莱球（HOPS）光束，包括圆偏振涡旋光束、圆柱矢量光束（CVB）和椭圆偏振CVB，具有矢量偏振分布或轨道角动量（OAM）。HOPS光束锁模光纤激光器由于具有超快激光的高峰值功率，可应用于激光材料加工、非线性频率转换等诸多领域，受到了广泛的关注。然而到目前为止，对于获得完整的HOPS脉冲光束的研究相对较少，特别是椭圆偏振的 CVB，而这对于界面附近量子发射器的可视化具有重大意义。因此，能够产生全HOPS的锁模光纤激光器逐渐成为了一个不可避免的研究热点。
图1.全HOPS锁模光纤激光器装置图
该论文介绍并演示了锁模光纤激光器受控生成全HOPS光束。腔内采用两个镜面放置的空间模式转换器（由涡旋波片、四分之一波片和半波片组成）实现LP01模式与HOPS光束的相互转换。然后，建立了全HOPS光束锁模光纤激光器，获得了圆偏振涡旋光束、CVB和椭圆偏振CVB，脉冲宽度为390ps，重复频率为14.7MHz，中心波长为1043.35nm和0.53nm的3dB带宽。该结果对于从锁模光纤激光器产生全HOPS光束可能具有潜在的重要意义。此外，通过将两个涡旋波片替换为更高阶数后，可以实现更高阶的HOPS光束。另外，还可以增加色散管理装置进行脉冲压缩以获得更短的脉宽。最后，该全HOPS 光束还可以通过光学参量（啁啾脉冲）放大、光纤放大器等其他技术进行功率放大。
相关工作受到国家自然科学基金，江苏省重点研发计划，温州市重大科技创新攻关项目等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2024.110933
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