全固态高重复频率大能量单纵模MOPA激光器：相位共轭镜技术

"这篇文章介绍了一种全固态脉冲抽运的高重复频率大能量单纵模MOPA（主振荡功率放大器）激光器，利用脉冲激光二极管作为种子源，通过两级预放大器和两级主放大器实现单通放大，输出重复频率400 Hz，单脉冲能量36.5 mJ，脉宽24 ns的高质量激光。通过采用大口径锥度融石英光纤作为相位共轭镜，实现了超过50%的受激布里渊散射反射率，将脉宽压缩至6 ns，显著提高峰值功率。相位共轭镜的使用不仅补偿了激光晶体中的相位畸变，还允许激光在主放大器中再次通过，有效放大能量。经过双通，激光器的输出达到400 Hz重复频率，单脉冲能量101.25 mJ，脉宽6 ns，峰值功率达16.8 MW，保持了良好的光束质量。" 本文研究的核心是全固态激光器的设计与优化，特别是对于单纵模激光的实现。单纵模激光器是指仅产生单一频率成分的激光输出，这种特性对于许多应用如精密测量、激光雷达和光纤通信至关重要。文章指出，通过脉冲激光二极管抽运的单纵模激光器作为种子源，可以确保激光的窄线宽和高稳定性。 文章进一步探讨了相位共轭技术在改善激光性能中的作用。相位共轭镜是一种能够反转激光波前相位的装置，通过受激布里渊散射过程，能够对激光的相位畸变进行补偿。大口径锥度融石英光纤在这里作为相位共轭镜，其特点是能够提供高的受激布里渊散射效率。当激光通过该光纤时，其脉宽显著压缩，增强了峰值功率。同时，反射回来的激光由于相位共轭特性，能够重新通过主放大器，有效地提取和放大晶体中的剩余能量。 实验结果显示，相位共轭镜的使用在双通后并未导致光束质量恶化，反而有所提升。光束质量因子M2是衡量光束质量的重要参数，较低的M2值代表更好的光束质量。双通后，光束质量因子M2x和M2y分别为1.74和1.93，优于单通时的1.78和2.13，而使用平面镜双通后的M2约4，进一步证实了相位共轭镜在畸变补偿上的优势。 这项研究展示了一种创新的全固态MOPA激光器设计，通过优化相位共轭技术，实现了高重复频率、大能量、窄脉宽和良好光束质量的单纵模激光输出，这对于需要高性能激光源的领域，如工业加工、科学研究和国防应用具有重要价值。