拉曼光纤激光器（Raman fiber lasers, RFLs）利用无源光纤中受激拉曼散射（stimulated Raman scattering, SRS）效应产生激光增益。与掺镱光纤激光器（Yb-doped fiber lasers, YDFLs）相比，不仅具有波长选择灵活、量子亏损低、无光子暗化等优势，而且能够提升输出激光亮度，在获得特殊波长高亮度激光方面潜力巨大。此外，半导体激光器（Laser Diode, LD）作为泵浦源，有着电光效率高、系统集成度高等显著优势，将其与RFLs结合将带来“性能倍增”的效果。目前，LD直接泵浦RFLs的最高输出功率为50 W，激光器结构为基于光纤光栅提供反馈的振荡器结构。然而，光纤光栅在高功率运行时的稳定性使得功率提升面临挑战。相比而言，拉曼光纤放大器（Raman Fiber Amplifier, RFA）通过注入种子来引导信号光波长的功率放大，无需光纤光栅提供反馈，在功率提升过程中有利于保持系统稳定性。

近期，笔者课题组首次开展了LD直接泵浦RFA研究，利用光谱合成技术提升泵浦源亮度，获得了最高功率373 W的拉曼激光输出，该结果为目前公开报道LD直接泵浦拉曼光纤激光的最高功率记录。

实验采用图1(a)所示的RFA结构。RFA中泵浦和种子由不同波长的LD提供。其中，泵浦源包括波长分别为954、957、960、964 nm的四个LD，种子源为波长为991 nm的单个LD。泵浦LD与种子LD输出激光经准直后通过体光栅光谱合成实现合束，合束后最大输出泵浦功率为544 W，种子功率为113 W。光谱合束后的泵浦与种子光通过聚焦透镜耦合进一段350 m的渐变折射率（graded-index, GRIN）无源光纤，利用GRIN光纤中的拉曼增益对种子功率进行放大。GRIN光纤的纤芯直径为100 μm，数值孔径为0.29。GRIN光纤的输出端接有一个镀膜端帽（1 000~1 200 nm波段增透）降低信号光的端面反馈。RFA输出的信号光、剩余泵浦光功率以及信号光光谱随泵浦功率的变化情况分别如图1 (b)、(c)所示。得益于GRIN光纤中的拉曼增益，信号光功率随着泵浦功率迅速增加。当泵浦功率为544 W时，输出最高信号光功率达到373 W，此时剩余泵浦光为157 W，对应光-光转换效率为67.2%（信号光与吸收泵浦光功率之比）。最高功率下输出信号光光束质量M²因子为3.9。

下一步将继续对GRIN光纤的背景损耗、折射率分布等参数进行优化，以实现更高的输出功率以及更优的光束质量。

致 谢： 感谢国家自然科学基金基金(11704409, 62061136013, 12174445)对本文工作的支持；感谢陈子伦副研究员提供光纤端帽，感谢肖亮在实验过程中提供的帮助。

图 1. （a） LD直接泵浦RFA实验结构示意图；（b） RFA输出信号光以及剩余泵浦光功率随泵浦功率的变化情况（左插图：束腰位置光斑形态，右插图：光束质量测量结果）；（c）不同信号光功率下的输出光谱

Fig. 1. (a) Schematic of experimental setup of LD pumped RFA; (b) RFA output power and residual pump power versus input pump power (left inset: beam profile at focal point, right inset: beam quality parameter M² measurement result); (c) Output spectrum evolution at different signal laser power levels

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