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杜赫庭1,2,3，刘爱民1,2,3，曹涧秋1,2,3，潘志勇1,2,3，黄值河1,2,3，
王小林1,2,3，许晓军1,2,3，陈金宝1,2,3*
(1.国防科技大学前沿交叉学科学院，长沙410073；2.高能激光技术湖南省重点实验室，长沙410073；3.大功率光纤激光湖南省协同创新中心，长沙410073)
*E-mail:kdchenjinbao@aliyun.com
976nm波段掺镱光纤激光器可作为高功率掺镱/铒光纤激光器的高亮度泵源，在蓝光和紫外光源等领域也有良好的应用前景，因而备受关注。不过，由于其三能级跃迁特性导致的泵浦阈值高、放大自发辐射强等问题，该激光器的功率提升面临巨大挑战。现阶段，国际上976 nm波段光纤激光器的输出功率达到100 W量级，而国内976 nm波段光纤激光器的输出功率仅为20 W量级。国防科技大学针对影响该激光器功率提升的核心限制因素开展了研究，2019年自主研发的全光纤结构976 nm波段光纤激光器实现了100 W量级输出，实验结构示意图及实验结果如图1所示。
该激光器采用主振荡功率放大结构(图1(a))，波长稳定的激光二极管提供种子光，经带通滤波器和隔离器，约3 W种子光进入到放大器中。该光纤放大器的增益光纤为双包层掺镱光纤，该光纤的纤芯/包层直径为60/130 μm，数值孔径为0.1/0.46；抽运光由915 nm的激光二极管，经自行研制的抽运合束器，耦合进掺镱光纤的内包层中；该放大器采用双向抽运结构，总抽运功率可达到315 W。在最大抽运功率下，该激光器的输出功率达到113 W，斜率效率约为45%(图1(b))；最高输出功率时光谱的中心波长为976.1 nm，3 dB带宽为0.22 nm，1030 nm波段的放大自发辐射抑制达到了25 dB(图1(c))。尽管该激光器为多模输出，但是，其亮度是同性能（功率水平、带宽和波长稳定性）激光二极管（输出光纤一般为105 μm直径和0.15数值孔径）的6倍。该激光器的功率提升受限于泵浦光功率。
该研究组在激光器设计、核心器件研发等关键技术上取得了重要突破。该研究成果不仅验证了100 W量级976 nm波段全光纤激光器的可行性，为输出功率的进一步提升奠定了基础；还验证了976 nm波段光纤激光器在亮度提升方面的优势。该成果表明我国已经具备高功率976 nm波段全光纤激光器的自主研发能力，对于我国高功率光纤激光技术的发展具有重要意义。
致谢
感谢中国电子科技集团第二十三研究所在光纤拉制方面提供的帮助，感谢国防科技大学雷成敏、谷炎然、陈子伦、王泽锋、冷进勇在实验方面给予的帮助。
