2kW窄光谱随机光纤激光放大输出

随机光纤激光器(RFL)作为主振荡功率光纤放大器(MOPFA)的种子源,在放大过程中具有线宽保持特性,在高功率窄谱光纤激光及光谱组束领域有广阔的应用前景.中国工程物理研 究院应用电子学研究所实现了2kW窄光谱随机光纤激光放大输出. 实验装置图如图1所示,种子源以2km单模光纤提供随机分布反馈(RDFB),以窄谱低反光栅控制波长和线宽,获得约900mW的 随机激光输出.种子光通过预放大器(pre-amp)后功率被放大至10 W,而后经过耦合器(tap)后注入到主放大器(amp),耦合器端口P1用于监视主放大器在功率提升中回光的变化.预放大 器、种子源以及主放大器之间均使用高功率隔离器隔离回光对前级的影响.主放大器输出功率与抽运功率的关系如图2(a)所示,输出光谱及线宽的变化情况如图2(b)、(c)所示.系统最 终实现2001.3 W功率输出,光-光效率为76.1％;3dB线宽(FWHM)具有线宽保持性质,基本稳定在0.2nm左右,均方根(RMS)线宽逐渐展宽至0.49nm;主放大器回光呈线性增长[图2(a )插图],光谱中的受激拉曼散射峰值与激光峰值相差约50dB.当输出功率分别为1400 W和1500 W时,分别观察到了模式不稳定(MI)和由放大自发辐射(ASE)引起的的自激振荡[图2(b) 插图],劣化了输出激光的时域稳定性和光束质量因子(M2)[图2(a)插图].因此,进一步优化种子源和放大器结构来抑制放大过程中的ASE噪声和MI是后续亟需开展的工作.