据中国光学期刊网，于2024年04月25日报道，激光器相关进展超全总结。
1.窄线宽激光技术研究进展（特邀）
作者：朱涛, 韦达, 史磊磊, 黄礼刚, 李嘉丽, 徐敏志
第一单位：重庆大学
文章概述：
窄线宽激光器具有光谱纯度高，相干长度长，相位噪声低等优点，被广泛应用于引力波探测、冷原子物理、相干光通信、光学精密测量以及微波光子信号处理等领域。为了进一步开发窄线宽激光的这些优秀特性，科学家们一直致力于激光参数的极致研究和调控，以推动科学研究和工业应用等领域的发展。
纵观窄线宽激光的发展历史，激光器线宽压缩的发展历程就是研究人员与自发辐射噪声对抗的历程，围绕着抑制自发辐射噪声这一核心思想，研究人员不断地改进激光信号的反馈方式，激光器的结构也从简单的两个反射镜构成的单主腔，多布拉格反射面(DBR)构成的单主腔，分布反馈(DFB)结构构成的单主腔，到激光单主腔加固定单外腔结构。
为了克服传统激光信号反馈方式的弊端，重庆大学朱涛教授团队从源头出发，系统深入地研究了超窄线宽激光的波长自适应光谱纯化机制，提出通过外部微弱的分布扰动信号来有效抑制激光腔的自发辐射，从而在常态条件下实现激光光谱深度纯化的新思想。区别于传统反馈信号在激光主腔内建立稳定的行波场或是驻波场，分布弱反馈以不同初相位在激光主腔中建立微弱的移动式驻波，在不影响激光稳定运行的情况下，将激光驻波场难以激发的剩余反转粒子充分利用，以此达到极致的噪声抑制和触底式的线宽压缩。
在此基础上提出了一种主腔结合弱分布反馈外腔的激光新构型，在常态条件下实现了十赫兹量级及以下的自适应超窄线宽激光输出。这项工作为在常态条件下实现自适应超高光谱纯度激光提供了有力的理论和实验基础。该研究团队提出的思路和激光构型为改进和获得其他类型的高相干激光光源打开了新的视野，对实现其他激光参数的极致调控也具有重要的参考意义。
激光器结构的发展
自适应分布弱反馈激光构型光谱纯化及自适应动态演化过程
激光线宽自适应压缩过程以及波长切换时的线宽压缩特性
2.半导体激光器相干合束技术（特邀）
作者：张超,林学春, 赵鹏飞, 董智勇, 汪楠, 杨盈莹, 于海娟
第一单位：中国科学院半导体研究所
文章概述：
半导体激光器具有体积小、效率高、寿命长、价格低廉等优点，在激光加工、激光通信等领域具有广泛应用。但单个半导体激光器的输出功率较低，一般为十几瓦到几十瓦，相对于单孔径的固体和光纤激光器，输出功率要低2~3个数量级，直接应用受限，需要进一步提升功率。合束技术是提高半导体激光器输出功率的通用技术，根据合束单元的相干性与合成机理，一般可分为相干合束和非相干合束。非相干合束由于发光单元之间的输出不具有确定的相位关系，远场是非相干叠加，提升功率往往以牺牲空间、偏振或光谱特性为代价。相干合束因发光单元间相位差恒定，远场是它们输出光场的矢量叠加，不仅可以提高功率，还可改善光束质量，压缩光谱带宽，是高亮度窄线宽半导体激光技术发展的重要方向。
相干合束虽然优势显著，但技术难度也远大于非相干合束。相干合束成功实施的关键在于相位锁定，使各个发光单元的相位不再处于相互无关的状态，而是具有一个不随时间变化的、确定的相位差。根据锁定方式的不同可分为主动锁相和被动锁相。
主动锁相是一种集相位探测、反馈、调节、锁定为一体、实时控制光束相位的锁相方法，常用于主振荡功率放大（MOPA）结构，技术较为复杂。相位的探测方法主要包括外差法和SPGD算法。以SPGD算法为例，美国MIT林肯实验室成功合成了218个激光单元的平板耦合光波导放大器阵列。主动锁相对于控制较多的单元数较为容易，但由于半导体激光器中相位与驱动电流的关系不是线性的，因此需要逐个调试。同时，半导体激光器微米级的狭缝波导增益不太适合作为放大级，相比固体和光纤介质更适用于被动锁相。
被动锁相技术的优点则在于能够自组织锁相，一旦调整光路达到锁相条件，系统就能稳定输出相干光。但是，被动锁相技术在增加合束单元方面相对复杂，技术进展较慢，并且在锁相效果的控制方面还有待改进。
另外，半导体激光器在芯片端的相干合束是近年来的研究热点之一。片上集成技术使得利用波导结构直接进行相干合束变得简单，但该技术依赖于被动锁相机理，对各种锁相机理的探究是未来相干合束技术发展的重要方向。
3.混沌半导体激光器及其应用研究进展（特邀）
作者：乔丽君, 王小娜, 郝玉凯,张明江
第一单位：太原理工大学
文章概述：
1972年，洛伦兹在美国科学促进会第139次会议上发表了题为“可预测性：巴西一只蝴蝶扇动翅膀，能否在得克萨斯州掀起一场龙卷风”的演讲， “蝴蝶效应”由此而来。他指出，初始条件的微小变化可能会引起一连串逐渐放大的变化，导致完全意想不到的结果，确认了混沌运动是非线性系统的典型动力学行为。
近年来，混沌激光作为激光器的一种非稳态输出，具有宽频谱、类噪声、低相干等特性，在混沌保密光通信、随机数生成器、激光雷达、分布式光纤传感技术、混沌光时域反射计等领域有广泛的应用。同时，半导体激光器作为B类激光器，具有尺寸小、功耗低、可集成等优点，在光反馈、光注入和光电反馈等外部扰动下可进入混沌态，是产生混沌激光最常用的光源。
为了推进混沌激光在通信、雷达以及传感等领域的进一步应用，研究者致力于混沌激光功率谱带宽提升和时延特征抑制。针对分立型混沌半导体激光器，可以通过优化反馈外腔等方法实现时延特征抑制，并引入有源光反馈结构、采用延时自干涉等后处理技术拓展混沌激光功率谱带宽，其中非对称互注入法可以同时实现带宽增强和时延特征抑制。
分立型混沌半导体激光器由于体积大、结构复杂，不利于实用化和产业化，得益于半导体先进技术，研究者们提出集成型混沌半导体激光器，通过器件端面光反馈产生混沌激光，并引入DBR光栅、随机光栅、空气隙等多种反馈结构，以及环形腔、二维腔等波导结构来提升混沌复杂度，通过光注入联合光反馈法可以同时实现带宽拓展和时延特征抑制。值得关注的是，利用微腔激光器内横模间拍频作用可以自发产生宽带无时延的混沌激光。
混沌半导体激光器未来的发展趋势是高带宽、无时延特征和高集成度，并有望在关联成像、毫米波雷达、太赫兹检测等领域有进一步的应用。
4.基于主动光场调控的超快光纤激光器研究进展（特邀）
作者：刘嘉豪, 张泽贤, 杨奕涛, 伍代轩, 刘萌, 罗爱平, 徐文成,罗智超、
第一单位：华南师范大学
文章概述：
空间光调制器（SLM）是一种能够通过编程自由改变光波特性的重要器件，其工作原理基于液晶分子的电光特性，通过改变外加电场来改变液晶的光学性质，从而实现对光振幅、相位和偏振态的高速动态调节，自商业化以来已被广泛用于调控激光器输出后的光场。
但随着超快光纤激光技术的发展和应用需求的不断增长，如何快速、精准、直接地对超快光纤激光器的输出特性进行调控，以及通过调控是否还能让超快光纤激光器实现新类型的输出已经逐渐成为了光纤激光器领域的研究热点。
过去想要调整光纤激光器的输出类型、输出重复频率、输出脉冲在时域或频域上的形状和宽度时，往往需要直接改变光纤激光器的物理结构或泵浦功率，无法做到对腔内参数的实时动态调控。研究人员将SLM放在激光器谐振腔内，一方面可以通过对频域的强度调制给激光器直接引入任意形状的滤波器，另一方面通过对频域的相位调制还可以间接实现对激光器的色散管理、波前整形和偏振控制等。这些效应对激光器的输出有着直接影响，因此基于腔内SLM的多维控制不仅可以有效改善激光器的输出特性，还在很大程度上方便了对腔内动力学的研究。
华南师范大学罗智超教授课题组聚焦近期国内外基于腔内SLM主动光场调控的超快光纤激光器的研究进展，结合课题组在该方向的最新研究成果，从调控基本输出特性、研究腔内动力学和结合算法实现智能锁模三个方面，总结了目前基于腔内SLM的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性。最后对腔内SLM驱动的超快光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望，相信随着研究的深入以及SLM器件本身的发展，SLM在腔内的使用场景和使用方法将能得到进一步的拓展，展现出更加广阔的应用前景。
