重复频率高达GHz的飞秒激光在光学频率梳以及非线性显微成像等领域具有重要的应用。相比于GHz锁模激光器而言，GHz飞秒光参量振荡器（OPO）同时具有高重复频率以及宽波长调谐特性，因而对于实际应用至关重要。GHz飞秒OPO一般采用常规的MHz重复频率的飞秒激光器作为泵浦源。然而，该方法具有较大的往返损耗，能量转换效率和输出功率较低，且不能同时获得GHz重复频率的信号光和闲频光。

针对以上问题，西安电子科技大学超快激光技术与应用研究中心采用自行研制的10 W级GHz重复频率克尔透镜锁模Yb:CYA激光振荡器作为泵浦源，实现了瓦量级多GHz重复频率的飞秒OPO运转。OPO输出信号光的波长调谐范围为1.41–1.64 μm，最大平均功率1.58 W，最短脉冲宽度139 fs，重复频率1 GHz；中红外闲频光的波长调谐范围为2.8–4.0 μm，最大平均功率1 W，最短脉冲宽度103 fs，重复频率1 GHz。通过调整腔长，分别获得了2 GHz、3 GHz和4 GHz重复频率的信号光输出，各重复频率下输出功率均超过1 W。据我们所知，该成果实现了目前GHz重复频率飞秒OPO的最高功率输出。相关成果发表在Opt. Lett. 50, 2453-2456 (2025)。论文第一作者为团队青年教师同晖，合作单位包括陕西理工大学、上海交通大学、中山大学和中国科学院物理研究所。

图1 高功率GHz重复频率飞秒OPO实验装置

图2 信号光和闲频光的输出功率随泵浦功率的变化

图3 （a）信号光和（b）闲频光的光谱调谐情况及对应的脉冲宽度

图4 不同重复频率的信号光的RF频谱

供稿：超快激光技术与应用研究中心同晖

校审：超快激光技术与应用研究中心朱江峰