低频光纤激光器的谐振倍频是实现高功率输出的途径

正弦相位调制会在1064 nm处产生几个频率的激光。倍频产生近30 W的输出,转换效率超过80%。

 2012 Lfw Nb 3

中国科学院上海光学精密机械研究所(SIOM)的研究人员提出并测试了一种新的方法来进一步放大功率 倍频光纤激光器。在他们的实验中,周期性相位调制连续波(CW)单频光纤激光器的共振频率加倍被用于在532 nm波长处实现近30 W的输出,最大转换效率超过80%。

为了获得稳定且可靠的大功率可见光激光器,一种解决方案是使用光纤激光器和外部共振增强型腔,其中 三硼酸锂 晶体实现大功率二次谐波(SHG)。外腔SHG需要单频基本激光器,以实现有效的激光注入和共振增强。但是,单频光纤激光器的输出功率受到受激布里渊散射(SBS)的限制。相位调制是抑制SBS的一种绝佳方法,它可以通过以高度可控的方式扩展线宽并降低频谱功率密度来实现。但是,经过相位调制后,激光输出不再是单频。

研究人员使用周期性的相位调制基波激光器和谐振腔SHG解决了这一问题。在实验中,将简单的正弦波相位调制应用于波长为1064 nm的光纤激光器,从而产生了几个频率的基本激光器。通过调节调制频率以匹配倍频腔的自由频谱范围,在腔锁定后实现了共振增强。研究人员说,为简单起见,在实验中采用了正弦调制,但任何周期性的相位调制都是可行的,包括广泛使用的 伪随机二进制序列(PRBS) 调制。由于在高功率窄线宽光纤放大器中通常使用相位调制来抑制SBS,因此相位调制生成的少数频率光纤激光器的谐振频率加倍是增加可见光纤激光器输出功率的一种有趣的方法。 参考:X. Zeng等, 选择。 来吧   (2020); //doi.org/10.1364/ol.401348.

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