Chinese Optics Letters 2021年第12期封面论文：
Jia-Wen Wu, Yu-Xin Gao, Xu-Bin Lin, Jin-Gan Long, Hu Cui, Zhi-Chao Luo, Wen-Cheng Xu, and Ai-Ping Luo. Q-switched mode-locked multimode fiber laser based on a graphene-deposited multimode microfiber. Chinese Optics Letters, 2021, 19(12): 121402.
近年来，多模光纤正在强势回归，因其不仅在光通信、成像、计量学、光谱学、三维非线性现象研究等领域有广泛的应用前景，而且可以作为新型高能量激光脉冲技术的介质。由于多模光纤具有较大的纤芯直径，能够承受更高的非线性，与单模光纤激光器相比，多模锁模光纤激光器在理论上能够将单脉冲能量提高至少两个量级，为高能量激光技术的发展带来了新的机遇，具有重要的研究意义和实际应用价值。
目前，对多模光纤脉冲激光器的研究还处于起步阶段，且主要集中在连续锁模脉冲上。但实际上，除了连续锁模脉冲以外，在激光器中还存在着另外两种类型的脉冲，即调Q脉冲和调Q锁模脉冲。相比于连续锁模脉冲，调Q脉冲和调Q锁模脉冲具有输出脉冲能量高的优点。因此，在多模光纤激光器中采用调Q或调Q锁模技术有望实现更高脉冲能量的输出。此外，由于调Q和调Q锁模脉冲具有重频可调谐且重频较低的特点，在实际应用中还能较好地缓解热积累问题。
该器件充分利用了多模微纳光纤倏逝场的特性，使得光与可饱和吸收材料具有更长的相互作用长度，从而具备较高的损伤阈值。此外，该器件的调制深度和非饱和损耗较大，有利于调Q锁模脉冲的产生。同时，得益于该器件的滤波特性以及激光腔中固有的多模干涉滤波效应，该激光器还实现了波长可调谐的单、双波长高能量调Q锁模脉冲输出，这种灵活可调的激光器在激光加工、光传感和测量等领域具有潜在的应用价值。图1为激光器调Q锁模脉冲特性图。
图1 调Q锁模脉冲特性图：（a-b）脉冲序列；（c）射频谱；（d）光斑
该课题组提出的石墨烯包覆多模微纳光纤器件是产生高能量调Q锁模脉冲的关键器件，具有结构简单紧凑、制备成本低、良好的可饱和吸收特性和非线性可控等优点，在多模光纤激光器中不仅可以用来产生调Q锁模脉冲，也可以用于产生调Q脉冲和连续锁模脉冲，甚至可以用于超连续谱的产生。
未来，还可以通过设计多模微纳光纤的结构和石墨烯的沉积程度来实现对非线性的调控，充分利用其非线性效应来进一步提升多模光纤激光器的性能，例如：利用多模光纤中的克尔自清洁效应可获得高光束质量调Q锁模脉冲输出。同时，由于石墨烯具有宽带可饱和吸收特性，可应用到其它波段的多模光纤激光器中产生高能量调Q锁模脉冲。此外，该器件也能应用在多模光纤激光器中产生具有高光束质量的连续时空锁模脉冲并对其时空锁模特性进行调控。
科学编辑 | 罗爱平 华南师范大学
徐文成教授领衔的光通信新技术研究组，依托于华南师范大学信息光电子科技学院，致力于超快光纤激光技术、光纤光子器件、高功率光纤激光器、非线性光纤光学等领域的研究。团队成员包括罗爱平研究员、罗智超研究员、副研究员两人以及硕士博士研究生50余人。近年来，以罗爱平研究员为主导的小组专注于时空锁模激光器及多模光纤的特性研究，研制了基于全光纤结构的时空锁模激光器，并在此基础上实现了单波长、多波长可调谐以及多种脉冲格式的时空锁模；同时，该小组还研究了脉冲在多模光纤中的传输特性，包括克尔自清洁效应、几何参量不稳定性以及高阶模式吸引子等，并设计了支持涡旋光传输的微结构光纤。
