近日，上海光機所上海市全固態激光器與應用技術重點實驗室高功率光纖激光課題組研制的50 GHz線寬近衍射極限光纖激光器實現2.5kW功率突破，為大型高功率光纖激光系統奠定了重要的單元技術基礎。高亮度窄線寬光纖激光光源在相干通信、激光雷達、高能粒子加速器、聚變點火和激光冷卻等領域具有重大的研究價值和廣闊的應用前景。
研究人員采用自研光纖光柵、高功率合束器、包層光濾除器等核心器件，基于光纖光柵級聯濾波、線寬操控、放大級參數控制和光纖模式控制等關鍵技術，在纖芯20μm，NA=0.06的光纖中突破了Jena大學研究組認為的<50GHz窄線寬近衍射極限光纖激光的輸出功率的極限，實現功率2.52kW，線寬0.18 nm（50 GHz），中心波長1064.1nm的近衍射極限光纖激光輸出。該激光器采用全光纖三級放大MOPA結構，結構緊湊，具有很好的穩定性。光束質量在2kW時測試為Mx2=1.191，My2=1.186。沒有觀察到受激布里淵散射、受激拉曼散射和模式不穩定等非線性現象，通過提升泵浦功率水平，激光輸出功率有望進一步提升。
該研究成果證明該課題組從光纖激光的核心器件研制到關鍵技術攻關均實現了重大突破，在窄線寬光纖激光領域具備了線寬精確操控、光纖熱光效應管理、非線性效應抑制、全光纖化及模塊化工程研發能力，相關核心技術達到國際領先水平，對我國窄線寬光纖激光技術的發展和實用化應用具有重要意義。
圖1 后向功率隨正向功率的演變趨勢
圖2 2.5 kW輸出光譜與光束質量特性
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