半导体产业网获悉：近期，上海光机所高功率光纤激光技术实验室冯衍研究员团队在单频589nm光纤激光器的研究方面取得进展，相关成果以“Robust single-frequency 589 nm fiber laser based on phase modulation and passive demodulation”为题发表于Optics Express上。
高功率单频589 nm激光在钠导星、激光雷达和激光医疗等领域有重要应用需求，采用1178 nm单频拉曼光纤激光放大器与倍频相结合的方式，可以有效实现单频黄光激光输出。但是，受激布里渊散射效应限制了单频放大器的输出功率。研究团队通过对单频种子源施加{0，π}伪随机相位调制，将光谱展宽来抑制放大过程中的受激布里渊散射效应，获得了49.2 W 1178 nm激光输出，线宽800 MHz。
随后，高功率1178 nm激光单次穿过周期极化胆酸锂晶体进行二阶非线性频率变换，利用倍频过程中伴生的相位加倍效应，自行实现光谱窄化，最终获得了功率20 W、线宽16 MHz的589 nm窄线宽激光输出，这是目前报道的基于单通倍频获得的最高功率的连续589 nm激光。
此前，该研究团队通过对拉曼光纤施加三十级梯度应力来抑制单频激光放大器中的受激布里渊散射，采用八字环形腔结构的谐振倍频方式获得50 W 单频589 nm激光。与之相比，该研究中采用基于位相调制-自解调的技术方案，大大简化了钠导星装置的复杂程度，提升了其可靠性，结合拉曼波长灵活的特点，可以进一步拓展，获得其它波长的单频激光。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科学基金等项目支持。
图1 实验装置图
图2 1178 nm激光光谱（a）不加调制，（b）加载PRBS7位相调制，比特率分别为600 Mbps、800 Mbps和1000 Mbps。
图3 （a）倍频光功率及转换效率随1178 nm激光功率的变化曲线，（b）输出功率最高时对应的倍频光光谱图（20 W）。插图为输出激光的精细光谱。
来源：中国科学院上海光学精密机械研究所
来源：中国科学院上海光学精密机械研究所