标签：拉曼光纤激光器

高功率单频780nm激光器，用于量子信息技术

铷原子是量子信息技术中广泛应用的物理介质。对它的操控，包括冷却，需要高光束质量的单频780nm激光。对于像大型原子干涉仪等先进量子技术应用，需要高功率（数十瓦）的780nm激光。

近期，我们小组在这个方向上做了一点工作，基于我们在高功率拉曼光纤激光器和高效率倍频方面的研究基础。研制了一台高功率的1480nm拉曼光纤激光器，用它来同带泵浦掺铒光纤放大器，实现了高功率高效率的1560nm单频激光放大。由于增益光纤很短，受激布里渊散射得到抑制，获得了50W的单频1560nm激光。采用 MgO:PPLN 晶体倍频后，获得了21.2W的连续波单频780nm激光。结果发表于Optics Letters:
J. Dong, X. Zeng, S. Cui, J. Zhou, and Y. Feng, “More than 20 W fiber-based continuous-wave single frequency laser at 780 nm,” Opt. Express 27(24), 35362 (2019).

这个工作很好地结合了我们小组的技术特色，高功率拉曼光纤激光器、高功率单频光纤放大器，和高效率倍频。

标签倍频, 单频光纤放大器, 原子干涉仪, 同带泵浦, 拉曼光纤激光器, 量子技术, 铷原子

媒体报导研究进展

千瓦级拉曼光纤激光器

近些年来，高功率光纤激光器发展迅速。1 μm波段的掺镱光纤激光器，近衍射极限输出功率可达20 kW，多横模输出功率可达100 kW。尽管如此，稀土掺杂光纤激光器的输出波长，因稀土离子能级跃迁的限制，仅能覆盖有限的光谱范围，限制了其应用领域。基于光纤中受激拉曼散射效应的拉曼光纤激光器是拓展光纤激光器波长范围的有效手段。

我们最近提出了一种镱-拉曼集成的光纤放大器结构，有效地解决了拉曼光纤激光器功率提升的主要技术瓶颈问题。在一般的高功率掺镱光纤放大器中注入两个或多个波长的种子激光，波长间隔对应光纤的拉曼频移量。处于镱离子增益带宽中心的种子激光率先获得放大后，在后续光纤中作为泵浦激光对拉曼斯托克斯激光进行逐级放大。初步的演示实验获得了300 W的1120 nm拉曼光纤激光输出；接着采用较大包层（400 μm）的光纤，获得了580 W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3 kW的近单模拉曼光纤激光输出。结果发表于Optics Letters和Optics Express [Opt. Lett. 39, 1933-1936 (2014); Opt. Express 22, 18483 (2014)]。

鉴于目前高功率掺镱光纤激光器均采用主振放大结构，新提出的光纤放大器结构可用于进一步提升拉曼光纤激光的输出功率。初步的数值计算也表明，该技术方法有望在1～2 μm范围内任意波长获得千瓦级激光输出。