近期，中國科學院上海光學精密機械研究所空天激光技術與系統部研究團隊提出了一種扭轉Sagnac干涉儀，并將其應用于光纖激光器系統中，實現了鎖模自啟動和脈沖整形，相關研究成果以“Femtosecond fiber laser mode-locked by a twisted Sagnac interferometer”為題發表于Journal of Lightwave Technology。
 

　　光纖Sagnac干涉儀已廣泛應用于導航、傳感和激光等領域。Sagnac干涉儀的共路結構有利有弊。一是光路之間無需進行精確的長度控制，這對于穩健的干涉測量至關重要。二是Sagnac光纖環路的透射率是固定的，無法進行自由調諧，所以傳統的基于Sagnac光纖干涉環的九字腔鎖模光纖激光器面臨鎖模特性無法靈活調節的問題。
 

　　在這項研究中，研究人員提出了一種扭轉Sagnac干涉儀，其相位偏置可以進行連續調節。通過在Sagnac環路中引入90°熔接，并利用保偏光纖的雙折射，可以引入順、逆時針的線性相移差并進行調節。當應用于九字腔光纖激光器系統中，設置適當的透射率，便可以實現鎖模的自啟動。實驗結果證明，通過拉伸光纖來改變線性相移差，該激光器可以實現不同工作模式的切換。通過相移差的優化，可以在24.5 MHz的重復頻率下產生光譜帶寬為31nm、脈沖持續時間為160 fs的激光脈沖。
 

　　該項研究實現了Sagnac光纖干涉環透射率的實時連續調節，這為九字腔鎖模激光器提供了更大的靈活性和控制，提升了其在光學計量和傳感等領域的應用前景。
 

　　該項工作得到中國科學院青年創新促進會，國家自然科學基金，上海市自然科學基金的支持。
 

圖1?扭轉光纖Sagnac干涉儀示意圖。
 

圖2 基于扭轉光纖Sagnac干涉儀鎖模的飛秒光纖激光器實驗裝置圖。
 

圖 3 不同順逆時針線性相移差和非線性相移差下的光譜調節與時域特性。