吸収によるスペクトルフィルタリングに基づく全ファイバ自己開始型マムィシェフ発振器

科学分野:

• 光学およびフォトニクス
• レーザー物理学
• 材料科学

背景:

• マムィシェフ発振器（MO）は、超短光パルスの生成に不可欠です。
• ファイバレーザーにおける自己開始モードロックの達成は、操作を簡素化し、アプリケーションを拡大します。
• 従来のMO設計では、安定した動作のために複雑な構成や外部シーディングが必要となることがよくあります。

研究 の 目的:

• 自己開始型全ファイバマムィシェフ発振器（MO）を提案し、実験的に実証する。
• MOにおけるスペクトル整形のためのTm3+ベースの吸収フィルタの使用を調査する。
• 自己開始モードロックとパルス生成に対するフィルタ特性とポンプパワーの影響を分析する。

主な方法:

• 1560 nm付近のTm3+イオンを利用したショートパス吸収フィルタの設計と統合。
• オフセットスペクトルフィルタリングステージを作成するために、吸収フィルタを従来のファイバフィルタとカスケード接続。
• MO性能に対するポンプパワーと吸収フィルタのカットオフ深度の影響を体系的に調査。

主要な成果:

• 1550 nmで動作する自己開始型全ファイバマムィシェフ発振器の成功実証。
• 両アームで390 mWのポンプパワーで自己開始モードロックを実現。
• エネルギー6.52 nJ、持続時間225 fs、全体で502 nmのスペクトル帯域幅を持つ超短パルスを生成。

結論:

• 開発された吸収フィルタは、MOにおける自己開始モードロックを効果的に促進します。
• MOは、シード注入や補助アームなしで動作する堅牢な自己開始機能を示します。
• この単純な設計は、新しい高エネルギー超高速ファイバレーザーへの有望なルートを提供します。