用于量子非线性光学应用的 1260 nm 附近脉冲泵浦磷掺杂光纤拉曼放大器

我们描述了一种用于以 1260 nm 为中心的纳秒及亚纳秒脉冲的光纤拉曼放大器。放大发生于一段 4.5 米长保偏磷掺杂光纤内，由 1080 nm 泵浦、3 ns 长脉冲、重复频率 200 kHz、峰值功率高达 1.75 kW 驱动。输入种子脉冲为亚 mW 峰值功率、最短时长 0.25 ns，从亚 MHz 线宽的连续波激光器上切出。我们获得线偏振输出脉冲，峰值功率高达 1.4 kW，对应峰值功率转换效率超过 80%。实现了 90 dB 的超高小信号增益，且在饱和功率以下 3 dB 处的信噪比高于 20 dB。对高达 400 W 峰值功率的输出脉冲未观察到显著时域与频谱展宽，更高功率下的展宽可通过种子脉冲的相位调制来抑制。从而获得了峰值功率高达 1 kW 的近变换极限脉冲。最后，我们展示了具有可控频率啁啾的脉冲、可变宽度脉冲及双脉冲的生成。因此该放大器适用于窄原子共振的相干控制，尤其适用于将铷原子快速相干激发至里德伯态。这些能力为量子非线性光学中的若干重要应用开辟了道路。