Коротковолновый волоконный лазер с узкой шириной линии

В 2011 году О. Шмидт из Йенского университета использовал источник ASE с узкой шириной линии в качестве исходного света для усиления. Структура источника затравки показана на рисунке 21. Две решетки используются для контроля ширины линии затравки в 12 часов, выходная мощность затравки составляет 400 мВт, а центральная длина волны составляет 1030 нм. Исходный источник амплифицируется в два этапа. На первом этапе используется фотонно-кристаллическое волокно 40/200, а на втором этапе используется фотонно-кристаллическое волокно 42/500. Конечная выходная мощность составляет 697 Вт, а качество пучка М2=1,34 [46].

В 2016 году Надер А. Надери из Лаборатории ВВС США использовал одночастотный лазер с сигналом PRBS, модулированным на длине волны 1030 нм, в качестве источника затравки. Ширина спектральной линии затравочного источника составляла 3,5 ГГц, а затем он усиливался каскадом усилителя. Экспериментальное устройство показано на рисунке 22. . Система увеличивает выходную мощность лазера диапазона 1030 нм до 1034 Вт, ширину спектральной линии 11 пм, выходной КПД усилительного каскада 80%, коэффициент подавления УСИ до 40 дБ, качество луча М2. = от 1,1 до 1,2. В эксперименте эффекты SBS и ASE подавлялись за счет контроля длины усиливающего волокна [47-48].

В 2014 году Е Хуан и соавт. компании Nufern в США добились мощности лазера в кВт в диапазоне длин волн 1028–1100 нм [49]. В эксперименте в основном исследовались лазеры с длиной волны 1028 нм и 1100 нм, а результаты сравнивались с лазерами с длиной волны 1064 нм. Было обнаружено, что по сравнению с традиционными волоконными лазерами диапазона, эффект ASE как коротковолновых, так и длинноволновых волоконных лазеров был значительно усилен. Наконец, после подавления эффекта УСИ была достигнута мощность одномодового лазера 1215 Вт в диапазоне 1028 нм, а оптическая эффективность составила 75%.

В 2016 году американская компания Roman Yagodkin et al. выполнил фазовую модуляцию одночастотного лазера в качестве затравочного источника. После усиления была получена мощность лазера >1,5 кВт. Центральный диапазон длин волн лазера составляет 1030–1070 нм, ширина спектральной линии <15 ГГц [50]. Выходной спектр на длине волны показан на рисунке 23. Из спектра видно, что коэффициент подавления УСИ для спектра коротковолнового лазера примерно на 15 дБ ниже, чем у лазера вблизи 1064 нм. В 2017 году американская компания IPG выполнила фазовую модуляцию одночастотного лазера с длиной волны 1030 нм для расширения спектра до 20 ГГц. После трехкаскадного каскада предварительного усиления выходная мощность достигала 15-20 Вт и, наконец, после каскада основного усилителя выходная мощность составляла 2,2 кВт. Выходная мощность коротковолнового лазера в настоящее время является самой высокой выходной мощностью волоконного лазера с диапазоном 1030 нм [50].
Таким образом, из-за влияния эффекта ASE максимальная выходная мощность коротковолнового волоконного лазера с узкой шириной линии составляет всего 2,2 кВт, что дает большие возможности для развития по сравнению с волоконным лазером с узкой шириной линии вблизи типичного длина волны 1064 нм.