【资讯】清华大学柳强团队：单频1018 nm泵浦的低噪声1.5 μm光纤放大器

2026-09-09 18:01:49

在光纤激光功率放大过程中，信号光的噪声特性往往随功率提升而降低，因此，采用低噪声泵浦技术是实现高质量放大输出、满足精密测量需求的关键。目前，1.5 μm波段高功率光纤激光器普遍采用9xx nm多模半导体激光器作为泵浦源，为抑制其功率抖动引起的强度噪声，研究人员通常引入基于光电反馈的控制环路进行补偿。然而，多模激光器自身噪底较高，这一固有缺陷限制了反馈抑制效果。

相比之下，1018 nm单频激光器提供了一种更具潜力的泵浦方案。其单频运转特性赋予其更低的相对强度噪声，同时，较小的泵浦吸收截面有助于在放大过程中抑制放大自发辐射（ASE）的产生。这两种物理机制协同作用，从源头降低了泵浦引入的噪声贡献，更有利于实现低噪声、高稳定的放大激光输出。为解决上述问题，清华大学柳强教授团队搭建了低噪声单频1018 nm光纤激光器，并设计了基于此单频泵浦激光的1.5 μm波段光纤放大器。与传统放大方案中放大激光输出的强度噪声相比，该方案获得了在低频段具有更低强度噪声的放大激光输出。相关成果以“Low-noise 1.5 µm fiber amplifier pumped by a single-frequency 1018 nm laser”为题发表在Chinese Optics Letters 2026年第24卷第7期，并被选为Editors’ Pick。

图1 基于低噪声1018 nm单频泵浦的1.5微米波段光纤放大器。图中的虚线表示1018 nm单频泵浦的强度噪声可通过反馈回路进一步抑制，从而得到噪声更低的1.5微米波段放大激光

在该工作中，研究团队首先搭建了单频1018 nm光纤激光器及放大器，利用两级放大保证了作为泵浦激光器所需的输出功率。考虑到纤芯传播特性及泵浦吸收率，利用波分复用器和小芯径的双包层铒镱共掺光纤，搭建了纤芯泵浦的低噪声1.5 μm波段光纤放大器。

通过与传统泵浦方案对照的实验结果可知，基于低噪声单频1018 nm激光泵浦的放大输出，在低频段相较传统方案具有更低的强度噪声，噪声特性得到明显改善；进而，通过反馈抑制1018 nm单频泵浦的强度噪声，可进一步提升1.5微米波段放大器的噪声性能。未来，团队将围绕以引力波探测为代表的精密测量领域对光源性能的需求，专注于低噪声激光光源及其应用，进一步拓展推动激光技术在精密测量领域的应用。

参考文献： 中国光学期刊网

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