商用光纤产生高能低噪声平坦可见光超连续谱的设计

摘要

可见光超连续谱（SC）是原子光频标系统的重要组成部分，直接用于多种光频标的计量、转换和传播。为满足稳定度达10-18量级光频标的应用需求，本文基于数值迭代仿真算法，提出了一种商用光纤产生高能低噪声平坦可见光SC的有效设计。通过选取中心波长780 nm、脉宽200 fs以及峰值功率300 kW的线偏振脉冲激光泵浦长度15 cm的商用保偏光子晶体光纤（NL-PM-1050-NEG），充分利用受激拉曼散射与四波混频耦合作用导致SC噪声放大的增益饱和，有效抑制非相干的展宽贡献。获得的可见光SC光谱覆盖456～1 526 nm，平坦度为7 dB，光谱能量约为60 nJ，平均相干因子〈|g12|〉和平均相对强度噪声〈NRIN〉分别达到了1和0.11%。该可见光SC不仅具有媲美以往工作的高相位相干特性、低强度噪声以及可观的光谱平坦度，而且产生的光谱范围达到了3个倍频程，光谱能量提升了数倍以上。此外，所采用的光子晶体光纤为商用光纤，与自制光纤方案对比，节约了研发成本、减少了研发周期。

关键词

可见光超连续谱 / 商用光纤 / 高能量 / 低噪声 / 平坦度

基金资助

国家自然科学基金（11904112,92365106,12074299）; 武汉工程大学科学研究基金（K202255）; 湖北省自然科学基金（2022CFA039）