过去几十年，各国研究人员对光纤激光器的动力学进行了广泛的研究，以产生具有高能量和峰值功率的飞秒脉冲。

最近，由于时空锁模激光器在单空间调制解调和小型化方面的优势而被相关研究人员所青睐，但由于小型单模光纤纤芯具有较高的空间限制，导致在实心纤芯中的中等峰值功率处会出现非线性效应，并且过多的非线性相位会导致脉冲破裂，从而限制了时空锁模激光器的最大脉冲能量。

为了解决这一问题，2020年12月22日瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员提出了一种在多模激光腔中清除非线性光束的方法，并具有较大的功率可扩展性，在大功率超短脉冲激光器和商用光纤激光器等领域具有巨大应用价值。

该方法主要依赖于非线性Kerr效应以实现空间光束的自清洁，如图1所示，为基于该方法设计的M2<1.13、能量为24 nJ、压缩持续时间<100 fs的多模光纤振荡器示意图，并在锁模多模激光腔中首次对非线性光束的自清洁进行了仿真和实验验证，相比于之前GRIN多模光纤激光器，这种方法的脉冲能量提高了10倍，且仅受光纤接头损伤阈值的限制，未来可将其提高到微焦耳级别。

图1 多模光纤腔的概念方案和具有光束自清除功能的时空锁模示意图

实验证明，该光纤激光器具有良好的光束质量、高脉冲能量和低于100 fs的脉冲持续时间，且该激光器均由市售的标准化组件组成，有望将其应用于各种激光器平台。此外，该方法还可以通过选择大纤芯尺寸光纤的方式在保持低于100 fs的脉冲持续时间的条件下实现脉冲能量的进一步提高。