在当今科技飞速发展的背景下，光纤激光技术作为现代光学领域的重要分支，不断推动着科学研究和工业应用的发展。近日，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部的周佳琦研究员团队，在多波长同步皮秒光纤激光器的研究中取得了重要进展。这一成果不仅为相关领域带来了新的解决方案，同时也为进一步探索超快激光技术的应用提供了坚实的基础。
该研究以“Synchronized multi-wavelength picosecond pulse generation by a single-frequency laser seeded Raman fiber amplifier”为题发表于国际知名期刊《Optics Letters》上。这项工作聚焦于重复频率同步的多波长超快激光技术，这在拉曼散射光谱分析、泵浦探测实验、相干光合成以及差频产生等众多领域具有广泛应用前景。然而，传统的实现方法如锁模技术和非线性频率变换技术存在一定的局限性。前者需要精确控制不同波长激光器的腔长匹配，后者则受限于稀土离子发射谱范围，且直接产生的目标波长脉冲能量较低。
面对这些挑战，周佳琦团队创新地采用了单频种子注入级联拉曼光纤放大器的方法。通过使用增益开关二极管作为泵浦源，并结合单频连续激光作为种子源，成功实现了1065 nm、1121 nm和1178 nm三个中心波长的同步多波长皮秒脉冲输出。这种方法无需复杂的腔长匹配过程，同时支持重频的灵活调节，使得同步多波长脉冲的重复频率可在20 MHz至50 MHz之间自由调整。
此外，该技术的优势在于其灵活性和高效性。传统方法由于受到材料特性的限制，在波长选择和能量转换效率方面面临挑战，而基于级联受激拉曼散射效应的技术方案，则可以克服这些问题，提供更广泛的应用可能性。例如，在拉曼散射光谱分析中，多波长同步皮秒脉冲能够提供更高的分辨率和灵敏度；在泵浦探测实验中，这种光源可以实现对样品动力学过程的更精确测量。
此次研究得到了国家重点研发计划、中国科学院青年创新促进会以及国家自然科学基金的支持，体现了国家对于前沿科学技术研究的重视和支持力度。随着这项技术的进一步发展和完善，预计将在多个领域发挥重要作用，包括但不限于生物医学成像、环境监测、材料科学等领域。未来，研究人员将继续探索如何优化该技术，提高其性能指标，拓宽应用范围，为科研界和社会带来更多创新成果。
