高光束质量窄线宽、线偏振光纤激光广泛应用于相干合成、非线性频率变换、高次谐波产生等领域。受激布里渊散射（SBS）、受激拉曼散射（SRS）、热致模式不稳定（TMI）是限制窄线宽、线偏振光纤激光输出功率提升和光束质量保持的主要物理诱因。目前，国内外多家单位已实现了kW级以上高功率窄线宽线偏振光纤激光输出，但最高输出功率仍然停留在3 kW量级。早在2016年，笔者所在课题组（以下简称课题组）就报道了基于级联相位调制的1.89 kW窄线宽、线偏振光纤激光。2017年，通过调制信号优化进一步将输出功率提升至2.43 kW。2019年，课题组实现了kW级、线宽~1.8 GHz近衍射极限线偏振光纤激光输出。2020年，课题组开发了多项编码的相位调制方法，实现了3.06 kW高功率窄线宽线偏振光纤激光输出，斜率效率75.6%，光束质量M²~1.18。

最近，课题组实现了4 kW级近衍射极限窄线宽、线偏振高功率激光输出。系统结构如图1(a)所示，窄线宽种子（Seed）由单频激光经过相位调制展宽实现，中心波长为~1064 nm、输出功率为28 mW。种子激光首先经过两级保偏预放大器（PM-AMPs）预放大到~20 W，随后经过保偏环形器（PM circulator）和模场适配器（PM MFA）后注入到主放大器。保偏环形器将放大过程中的后向回光导出，达到监测SBS效应和保护前级系统的目的；主放大器采用双端泵浦方式实现，中心波长为976 nm的泵浦源（LDs）通过保偏泵浦-信号合束器（PM（6+1）×1 Combiner）抽运20/400 μm的大模场保偏掺镱光纤（PM-YDF）。主放大器前后向残余的包层光通过滤除器（PM CPS）滤除；放大输出的激光通过光纤端帽和准直器（Endcap+CO）输出，避免发生光学放电。图1（b）为输出功率增长曲线，当泵浦功率为5.02 kW时，输出激光达3.96 kW，斜率效率为~79.5%。满功率运行时光束质量（M²因子）测量值为M²_x~1.31、M²_y ~1.41，偏振消光比测量值为12.5 dB。最高输出功率下的光谱测量结果如图1(c)所示，3 dB线宽为~0.62 nm，受激拉曼散射抑制比为49 dB。下一步将基于上述放大平台开展新型调制信号的研究，压窄输出激光线宽。

致谢：感谢实验员肖亮、周聪、宋涛等对论文实验的帮助。

图  1  4 kW级窄线宽、线偏振光纤放大器实验结构及结果。(a) 结构示意图；(b) 输出功率增长曲线；（c）最高功率下的输出激光光谱

Figure 1.  Experimental setup and results of 4 kW power-level narrow-linewidth and linear-polarized fiber amplifier. (a) Schematic; (b) Output power versus pump power; (c) Output spectrum at maximal power