西电新闻网讯（通讯员张子灏）近日，西安电子科技大学物理学院王军利教授课题组博士生张子灏参加在美国举办的激光与光电子会议（ConferenceonLasersandElectro-Optics 2024,CLEO2024），并作题为“High-energy Spatiotemporal Self-Mode-locked Fiber Laser（SM2E.2）”的口头报告，报道了课题组在超快多模光纤激光器研究方面的最新研究成果，学校物理学院为成果唯一完成单位。

时空锁模可以克服多模光纤中模式色散限制从而实现腔内不同纵模与横模的同时锁定，为提升超快光纤振荡器的输出能量及自由度提供了新的途径。针对目前大多数时空锁模系统空间结构较为复杂且输出光斑模式为基模主导等不足，利用团队之前研究的紧凑型空间对准结构作为可饱和吸收体，实现1.5μm波段高输出能量全光纤时空锁模脉冲输出。

其中，可饱和吸收效应源自空间对准结构耦合效率的功率依赖性，系统中的空间部分结构紧凑并且可以替代为光纤集成模场适配器实现全光纤系统。在800mW泵浦功率下产生的多模传统孤子脉冲具有4.23nJ脉冲能量，明显的Kelly边带及LP21模式主导的输出光斑。

实验装置图与典型输出结果

通过对光斑中五个位置进行空间采样并记录输出结果，不同位置具有明显不同的输出光谱（尤其Kelly边带的位置与强度），并且在时域都锁定在同一脉冲序列，证明实现时空锁模。

时空锁模脉冲产生的实验验证

较高的腔内峰值功率产生了复杂的非线性效应，实现了诸如分立波长锁模，高阶谐波锁模，多波长锁模及类耗散孤子共振锁模等多模锁模脉冲输出。这种高能量高度多模的时空锁模脉冲以及观察到的多种类单模锁模动力学过程，为进一步提升多模超快光纤激光的输出参数与深入理解多模系统中复杂的非线性脉冲演化提供了一个可靠的技术路径。

不同多模锁模脉冲状态

据了解，CLEO是ConferenceonLasersandElectro-Optics的简称，由国际学术组织美国光学学会Optica（原OSA）、IEEEPhotonics Society和美国物理学会（APS）联合举办，是激光和光电子领域全世界规模最大，影响力最高的顶级学术会议。收录的研究方向包括光通信与光网络、光学传感与计量、生物光子学、量子光学、非线性光学、集成光子学、激光与应用等。