Kurzwelliger Faserlaser mit schmaler Linienbreite

Im Jahr 2011 verwendete O. Schmidt von der Universität Jena eine ASE-Quelle mit schmaler Linienbreite als Seed-Licht für die Verstärkung. Die Seed-Quellenstruktur ist in Fig. 21 gezeigt. Zwei Gitter werden verwendet, um die Seed-Linienbreite bei 12 pm zu steuern, die Seed-Ausgangsleistung beträgt 400 mW und die Mittenwellenlänge beträgt 1030 nm. Die Seed-Quelle wird in zwei Stufen amplifiziert. Die erste Stufe verwendet eine 40/200-Photonenkristallfaser und die zweite Stufe verwendet eine 42/500-Photonenkristallfaser. Die Endausgangsleistung beträgt 697 W und die Strahlqualität M2=1,34 [46].

Im Jahr 2016 verwendete Nader A. Naderi vom US Air Force Laboratory einen Einfrequenzlaser mit einem auf 1030 nm modulierten PRBS-Signal als Seed-Quelle. Die spektrale Linienbreite der Seed-Quelle betrug 3,5 GHz und wurde dann durch eine Verstärkerstufe verstärkt. Das Versuchsgerät ist in Abbildung 22 dargestellt. . Das System erhöht die Laserausgangsleistung des 1030-nm-Bandes auf 1034 W, die spektrale Linienbreite beträgt 11 pm, die Ausgangseffizienz der Verstärkerstufe beträgt 80 %, das ASE-Unterdrückungsverhältnis beträgt bis zu 40 dB und die Strahlqualität ist M2 = 1,1 bis 1,2. Im Experiment wurden die SBS- und ASE-Effekte unterdrückt, indem die Länge der Verstärkungsfaser gesteuert wurde [47-48].

Im Jahr 2014 haben Ye Huang et al. der Nufern Company in den Vereinigten Staaten erreichten eine Laserleistung im Wellenlängenbereich von 1028 ± 1100 nm [49]. In dem Experiment wurden hauptsächlich die 1028-nm- und 1100-nm-Laser untersucht, und die Ergebnisse wurden mit den 1064-nm-Lasern verglichen. Es wurde festgestellt, dass der ASE-Effekt sowohl bei kurzwelligen als auch bei langwelligen Faserlasern im Vergleich zu herkömmlichen Bandfaserlasern signifikant verstärkt war. Schließlich wurde nach Unterdrückung des ASE-Effekts im 1028-nm-Band eine Singlemode-Laserleistung von 1215 W erreicht, und die optische Effizienz betrug 75 %.

Im Jahr 2016 hat das amerikanische Unternehmen Roman Yagodkin et al. führten eine Phasenmodulation an einem Einzelfrequenzlaser als Seedquelle durch. Nach Verstärkung wurde eine Laserleistung von > 1,5 kW erhalten. Der Wellenlängenbereich des Laserzentrums beträgt 1030 ± 1070 nm, und die spektrale Linienbreite beträgt <15 GHz[50]. Das Ausgangsspektrum bei der Wellenlänge ist in Abbildung 23 dargestellt. Aus dem Spektrum ist ersichtlich, dass das ASE-Unterdrückungsverhältnis des kurzwelligen Laserspektrums etwa 15 dB niedriger ist als das des Lasers nahe 1064 nm. Im Jahr 2017 führte die US-amerikanische Firma IPG eine Phasenmodulation am 1030-nm-Einfrequenzlaser durch, um das Spektrum auf 20 GHz zu erweitern. Nach einer dreistufigen Vorverstärkungsstufe erreichte die Ausgangsleistung 15-20 W, und schließlich nach der Hauptverstärkerstufe betrug die Ausgangsleistung 2,2 kW. Die kurzwellige Laserleistung ist derzeit die höchste Ausgangsleistung des 1030-nm-Band-Faserlasers [50].
Zusammenfassend beträgt die maximale Ausgangsleistung des kurzwelligen Faserlasers mit schmaler Linienbreite aufgrund des Einflusses des ASE-Effekts nur 2,2 kW, was im Vergleich zum Faserlaser mit schmaler Linienbreite in der Nähe des typischen viel Raum für Entwicklung bietet Wellenlänge von 1064 nm.