半導體產業網獲悉：近期，上海光機所高功率光纖激光技術實驗室馮衍研究員團隊在單頻589nm光纖激光器的研究方面取得進展，相關成果以“Robust single-frequency 589 nm fiber laser based on phase modulation and passive demodulation”為題發表于Optics Express上。
高功率單頻589 nm激光在鈉導星、激光雷達和激光醫療等領域有重要應用需求，采用1178 nm單頻拉曼光纖激光放大器與倍頻相結合的方式，可以有效實現單頻黃光激光輸出。但是，受激布里淵散射效應限制了單頻放大器的輸出功率。研究團隊通過對單頻種子源施加{0，π}偽隨機相位調制，將光譜展寬來抑制放大過程中的受激布里淵散射效應，獲得了49.2 W 1178 nm激光輸出，線寬800 MHz。
隨后，高功率1178 nm激光單次穿過周期極化膽酸鋰晶體進行二階非線性頻率變換，利用倍頻過程中伴生的相位加倍效應，自行實現光譜窄化，最終獲得了功率20 W、線寬16 MHz的589 nm窄線寬激光輸出，這是目前報道的基于單通倍頻獲得的最高功率的連續589 nm激光。
此前，該研究團隊通過對拉曼光纖施加三十級梯度應力來抑制單頻激光放大器中的受激布里淵散射，采用八字環形腔結構的諧振倍頻方式獲得50 W 單頻589 nm激光。與之相比，該研究中采用基于位相調制-自解調的技術方案，大大簡化了鈉導星裝置的復雜程度，提升了其可靠性，結合拉曼波長靈活的特點，可以進一步拓展，獲得其它波長的單頻激光。
該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、上海市科學基金等項目支持。
圖1 實驗裝置圖
圖2 1178 nm激光光譜（a）不加調制，（b）加載PRBS7位相調制，比特率分別為600 Mbps、800 Mbps和1000 Mbps。
圖3 （a）倍頻光功率及轉換效率隨1178 nm激光功率的變化曲線，（b）輸出功率最高時對應的倍頻光光譜圖（20 W）。插圖為輸出激光的精細光譜。
來源：中國科學院上海光學精密機械研究所
來源：中國科學院上海光學精密機械研究所