成果展示

脉宽窄、峰值功率高的超快飞秒光脉冲在高精度测量、材料加工、信号处理等诸多场景中应用广泛。锁模技术作为飞秒脉冲的主要产生手段，依靠偏振控制和Kerr非线性的非线性偏振演化（Nonlinear polarization evolution, NPE）锁模因其结构简单、性能优越而成为实现锁模激光器的重要选择。通过精细的偏振调节，NPE锁模激光器可以产生各种脉冲状态，但其对偏振态非常敏感，很难在开机后通过手动偏振控制迅速使激光器工作在所需的脉冲状态上。此外，持续的环境干扰引起偏振态的漂移，加大了通过手动偏振控制将NPE锁模激光器长时间维持在所需脉冲状态下运行的难度。啁啾脉冲放大（Chirped pulse amplification, CPA）是大幅提升飞秒脉冲能量的核心技术。然而，CPA系统复杂，可调参数众多，传统优化过程均基于手动调节实现，工作量大，效率低，稳定性和重复性差。每次重启开机后，参数调节优化的时间通常以天为单位，最关键的是，几乎无法保证获得的激光输出指标就是最优结果，难以实现持续稳定输出最优脉冲。

本研究致力于解决飞秒激光振荡级启动难、频繁失锁与飞秒放大级难以实现持续稳定输出最优脉冲的难题。提出“智能识别+智能控制”的智能反馈技术路线，利用高速ADC采样，结合人工智能算法对飞秒振荡级、飞秒放大级的输出脉冲状态进行精准识别；基于识别结果，利用智能最优化算法控制高速DAC驱动飞秒振荡级、飞秒放大级中的相关执行器，从而使激光器输出快速逼近目标脉冲状态。此外，智能反馈系统会持续运行监测激光器输出，能够将激光器输出持续锁定在目标脉冲状态。