研究背景 

     近期，課題組通過優化TMI抑制技術，近單模保偏光纖激光器的輸出功率突破4.5 kW，3 dB線寬為0.33 nm。4.5 kW保偏光纖激光器結構如圖1所示，首先，中心波長為1064 nm的線偏振單頻激光器通過白噪聲相位調制（WNS-PM）形成窄線寬種子，該種子經保偏預放大器（PM-AMPs）后功率提升至約20 W，保偏環形器（PM-Circulator）用來探測后向回光。隨后，種子光通過保偏模式匹配器（PM MFA）進入主放大器。主放大器基于雙向泵浦結構搭建，976 nm的穩波長泵浦源（LDs）分別通過兩個保偏（6+1）×1合束器（PM （6+1）×1 Combiner）注入長度為10 m、纖芯/包層直徑為20/400 μm的大模場保偏摻鐿光纖（PM YDF），前后兩個保偏包層光濾除器（PM CPS）用來濾除系統中的殘余包層光。最后，信號激光通過保偏光纖端帽輸出（PM QBH）。

圖1 4.5 kW窄線寬線偏振光纖激光器結構示意圖

實驗結果如圖2所示，其中，圖2（a）為信號激光和后向回光的功率增長曲線，當注入5238 W的泵浦光時，獲得了4515 W的輸出激光，斜率效率為87.1%，回光功率近似線性增長，系統中沒有發生SBS效應；圖2（b）為功率放大過程中的光譜特性，當激光功率為4515 W時，光譜3 dB線寬為0.33 nm，SRS抑制比為48 dB；圖2（c）所示的偏振消光比（PER）在功率增長過程中處于14.7 dB和10.3 dB之間，4005 W時的PER為12.5 dB，隨后由于后向合束器的熱效應，PER出現了下降，最高功率下的PER為10.3 dB，光束質量測量值為M²_x =1.55，M²_y=1.46。

圖2 實驗結果圖

致謝