无包层Yb：YAG晶体光纤纯波导激光器

正如块体固态激光器一样，从用于掺入玻璃到用于掺入单晶增益介质的改变，是提高单台光纤激光器输出功率的最重要一步。出于这个原因，单晶光纤（SCF）正处于紧锣密鼓的发展状态。

目前市场上早已不存在各种结构，还包括用于无粘合剂黏合构成的晶体包层晶体光纤（无法生产，因此不合适大规模生产）、玻璃包层晶体光纤（由于玻璃包层的热绝缘性能，因此不合适功率提高）和无包层SCF（非常适合于研究应用于，但若要合适更加普遍的应用于，还必须适合的包层沉积技术）。先前测试的无包层SCF配备，还包括具备1mm或更加小直径的短（长度30~60mm）泛光照明晶体棒，其中泵浦光由于全内光线而被约束在篮内，但输入激光本身的模式结构仅有由腔镜所确认。换句话说，SCF没起着激光波导的起到，比起光纤激光器更加像块体激光器。

相比之下，最近由美国陆军研究实验室（ARL）和美国ShastaCrystals公司的研究人员，联合开发和测试的更长且更加厚的二极管泵浦无包层掺入镱YAG（Yb：YAG）晶体激光器，早已展出了显波导激光器运营模式（闻图1）。该SCF由ShastaCrystals公司生产，直径为100μm，长度为100mm，掺入浓度为1%，用于激光冷却基座生长（LHPG）技术，具备限于于大规模生产SCF的潜力（尽管将必须研发可大规模生产的晶体包层沉积方法）。该光纤使得SCF的实验和优化沦为有可能。

低切换效率在实验装置中，SCF的非减反涂覆部分垫在两片激光腔镜之间，来自线偏振激光二极管的升空波长为969nm、比特率为3nm的激光，探讨在光纤的一端上，通过后（二向色）腔镜转入光纤。光纤肿胀地摆放在V形槽中，以使其具备大于的物理认识，而凸透镜光束激光器的输入。一片会聚透镜、激光线滤光片以及激光功率计，用作搜集有关激光输入的数据。

由于考虑到对光波导不会产生有利影响，所以没用于导电脂从光纤放热，二极管泵浦以1%频率的定连续波（QCW）模式工作，以维持光纤加热。1ms的泵浦脉冲长度与YAG中Yb3+的上激光能级寿命在同一量级上，因此实验结果代表了CW运营，只是在减少的热负荷下。研究人员尝试了从18%~70%的各种输入镜反射率，找到最佳反射率为25%。

用于91.6W的QCW泵浦输出（由于1%的频率，平均值略低于1W），QCW激光输出功率在1030nm波长处大约为53W，这指出光纤激光器即使在予以优化的实验配备中也有效地。对于SCF参数本身，ShastaCrystals公司总裁兼首席执行官GiselleMaxwell说明说道，1%的掺入水平是通过光谱研究确认的，以协助要求什么浓度将获取最佳的激光升空条件；通过完全相同的光谱研究来确认晶体的长度，以确认对于一定浓度的掺入离子，晶体应当是多长、以构建泵浦光束的仅次于吸取，以及晶体中最有效地的激光起到；并且晶体直径根据用户的便利性和希望什么效果来确认（更加小的直径取得更佳的光波导）。“我们的下一步工作将是改良包层技术（主要是包层的厚度），以获取确实的全晶体双包层单晶光纤，因为提高的导电属性，其性能将比不上任何双包层玻璃光纤。”Maxwell认为。

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