飞秒光学频率梳的出现使对未知激光的绝对频率测量成为可能,极大地简化了激光绝对频率的量值溯源和比对工作.为了保证测量数值的准确性,飞秒光学频率梳与未知激光的拍频信号fb的信噪比要求大于30 d B.针对碘稳频532 nm激光绝对频率测量的特定需求,以532 nm激光的基频光1064 nm激光的绝对频率测量为着眼点,本文采用303 MHz重复频率的掺Er光纤光学频率梳,首先通过激光放大和光谱展宽技术使光谱覆盖到1μm波段,然后采用级联掺Yb增益光纤技术,将扩谱后1μm波段的激光功率进行放大,提高了掺Er光纤光学频率梳扩谱后1μm波长附近的激光强度.采用碘稳频532 nm激光的基频光作为待测光源与飞秒光学频率梳进行拍频.实验表明,与未经过光谱增强的激光相比,光谱增强后的激光与1064 nm激光拍频信号的信噪比提高了5 d B,保持在35 d B附近.该技术有效地缓解了采用掺Er光纤光梳测量1064 nm激光绝对频率时对直接扩谱所获得的1μm波长激光的强度要求.
飞秒光学频率梳波长覆盖范围向可见光波长扩展对于碘稳频激光的绝对频率测量以及光钟研究中钟激光的绝对频率测量都具有十分重要的意义.本文在自行研制掺Er光纤飞秒光学频率梳的基础上,采用放大-倍频-扩谱的方案,实现了激光输出波长向可见光波长的扩展.掺Er光纤飞秒光学频率梳输出的一部分光激光脉冲,功率约为8 m W,首先经掺Er光纤放大器将功率提高到531 m W,此后利用Mg O:PPLN晶体倍频,倍频后激光的功率为170 m W,倍频效率为32%,脉冲宽度为85 fs.倍频后的激光通过光子晶体光纤进行光谱展宽.通过优化入射光偏振状态可以实现波长覆盖500—1000 nm,输出功率为85 m W,耦合效率为50%.采用小型化碘稳频532 nm Nd:YAG激光器输出激光与光学频率梳光谱展宽后的激光进行拍频可以获得30 d B的拍频信号.覆盖可见光波长的掺Er光纤飞秒光学频率梳为可见光范围内激光的绝对频率测量提供了技术手段.
