MOPA 配置中的單晶光纖，已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)證明了它們的效率和靈活性。實(shí)際上，F(xiàn)ibercryst 公司生產(chǎn)的Yb ：YAG SCF 增益模塊在 940nm下被泵浦到 600W，沒有損壞，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通常塊體晶體的典型泵浦水平。

冷卻在數(shù)百瓦的泵浦功率下的 1mm 直徑 YAG 棒并不容易，但Tarranis 模塊完成了這一壯舉，該技術(shù)專利是由 Fibercryst 公司和 CNRS Laboratoire Charles Fabry（LCF） 公司的專利實(shí)現(xiàn)的，將晶體光纖直接集成入金屬底座。冷卻效率非常高，熱交換系數(shù)為 5W/cm2/K，比典型的銦壓方案高 5 倍（見圖 2）。

泵浦晶體光纖中的熱梯度是徑向?qū)ΨQ的，即使在高功率下也能保證優(yōu)異的光束質(zhì)量。已經(jīng)展示了 140W 的高平均功率，這還沒有達(dá)到 SCF 技術(shù)的極限。

高平均功率和高能量

在棒狀放大器中，激光模式的典型表面為 3000μm2。包括自相位調(diào)制（SPM）或拉曼干涉在內(nèi)的非線性效應(yīng)，會(huì)在高峰值強(qiáng)度在長(zhǎng)相互作用長(zhǎng)度下的如此小的表面?zhèn)鞑�時(shí)，迅速出現(xiàn)。

然而，在典型的 SCF 放大器中，由激光模式覆蓋的表面大 50 倍，因此可實(shí)現(xiàn)高得多的峰值功率。高增益、小長(zhǎng)度和大光束直徑的組合已經(jīng)展示了大約 30dB 的小信號(hào)增益，以及高達(dá) 50MW 的峰值功率。

作為改進(jìn)的“塊體晶體”放大器，SCF 技術(shù)保持了通常塊體放大器的所有優(yōu)點(diǎn)，特別是它們?cè)谠S多不同的重復(fù)頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間和種子功率下獨(dú)立運(yùn)行的能力�？梢允褂孟嗤�的 SCF 放大器，無需調(diào)整，放大從幾千赫茲至≥ 20MHz 的脈沖種子激光，或從幾十納秒到幾百飛秒的種子激光。已經(jīng)成功地展示了從幾百毫瓦的種子功率放大到幾十瓦（見圖 3）。

典型的工業(yè)單程 Yb ：YAG SCF放大級(jí)，只有六個(gè)光學(xué)元件組。這與碟片或板條技術(shù)相比是有利的。SCF 放大器已經(jīng)與各種種子激光器一起使用，以顯示設(shè)置的靈活性和簡(jiǎn)單性。例如，我們報(bào)告一種基于 SCF 和分離脈沖放大（DPA）設(shè)置聯(lián)用的架構(gòu)，專用于高能量，能以 12.5kHz 的重復(fù)頻率提供能量為 2mJ 的 6ps 脈沖。

對(duì)于高平均功率應(yīng)用，已經(jīng)獲得了具有 20MHz 重復(fù)頻率和 750fs 脈沖寬度的無 CPA 的 100W 系統(tǒng)。在兩種配置中，輸出光束質(zhì)量?jī)?yōu)異，M2值小于 1.2。（文/Daniel Guillot，Julien Didierjean，Patrick Beaure D'augeres; Fibercryst公司）