近日，我室研究生夏凯（第一作者）、杨佩龙（通讯作者）与徐培鹏（特聘研究员）合作，共同在Optics Express上发表题为“Supercontinuum generation in As₂S₃ chalcogenide waveguide pumped by all-fiber structured dual-femtosecond solitons”的论文（Optics Express. ISSN: 1094-4087, 2023, 31(18): 29440-29451）。

       基于波导的片上中红外超连续光源在光开关、光学精密传感及空间通信等领域具有重要潜在应用。通过飞秒激光泵浦光波导，可实现高紧凑的超连续谱激光输出。然而，具有全光纤结构、脉冲特性良好的长波飞秒激光实现困难且高非线性硫系波导的大正色散特性，阻碍了近中红外片上超连续谱光源的光谱有效展宽。基于此，本工作基于掺铥放大器中拉曼孤子频移效应，研制出一套具有高紧凑性、全光纤结构、输出波长覆盖2-2.3μm的可调谐飞秒孤子激光源，并结合本团队精细设计、制备的低色散、低损耗、高非线性As₂S₃波导，实现了波长覆盖1.5-2.4μm的超连续激光输出。该研究工作为高效、高功率长波孤子飞秒激光的产生与中红外片上宽带超连续激光源的研制提供了新的思路。此外，通过数值分析双波长飞秒激光泵浦As₂S₃波导中光谱的演化规律，所获得的模拟结果与实验测试结果良好吻合。

图1 As₂S₃波导超连续谱产生实验方案：（a）实验总体方案；（b）掺铥光纤放大器中的孤子自频移；（c）光纤耦合波导的显微图像；（d）As₂S₃波导横截面的SEM图像

图2（a）掺铥光纤放大器中拉曼孤子光谱的演化；（b）拉曼孤子功率及效率随波长变化；（c）光源功率长时稳定性测试

图3 双孤子泵浦不同宽度的As₂S₃波导中光谱的演化（对应波导宽度分别为：1μm, 2μm和3μm），其中图（a），（c），（e）分别是实验测得的超连续光谱；图（b），（d），（f）分别为对应模拟结果