拉曼激光器的轉(zhuǎn)換效率沒有固定值,會因類型(如光纖、固體、氣體介質(zhì)型)、泵浦條件、諧振腔結(jié)構(gòu)等因素差異較大,不同場景下其光-光轉(zhuǎn)換效率或光子轉(zhuǎn)換效率從10%左右到80%以上不等,部分特殊設(shè)計的激光器斜率效率甚至能接近95%,具體案例如下:
光纖型拉曼激光器
國防科技大學團隊研發(fā)的1185nm級聯(lián)拉曼光纖激光器,在注入3302W泵浦光時,輸出功率達1302W,光-光轉(zhuǎn)換效率為39.4%,信號光斜率效率更是高達64.9%。
另一款由國防科技大學團隊研發(fā)的1018nm拉曼光纖激光器,采用高功率半導體激光器直接泵浦純無源多模光纖,當泵浦功率達1915W時,獲得656W激光輸出,系統(tǒng)斜率效率達94%,不過電光轉(zhuǎn)換效率為20%。
固體介質(zhì)拉曼激光器
這類激光器常以金剛石、BaWO4等為拉曼介質(zhì),轉(zhuǎn)換效率受介質(zhì)特性影響顯著。
山東大學團隊用1018nm連續(xù)光纖泵浦CVD-金剛石拉曼激光器,當泵浦功率為107w時,最高拉曼激光輸出功率達34.6w,基頻光-拉曼光轉(zhuǎn)換效率為32.33%。
河北工業(yè)大學團隊研發(fā)的一階金剛石拉曼振蕩器中,高斯基模1.2μm激光輸出功率65.5W,對應(yīng)轉(zhuǎn)換效率23.8%;而LG模式輸出功率42.2W,轉(zhuǎn)換效率降至15.3%。
以30mm的BaWO4晶體為拉曼介質(zhì)的內(nèi)腔式連續(xù)波拉曼激光器,在抽運功率25.1W時,獲得3.02W連續(xù)拉曼激光輸出,光-光轉(zhuǎn)換效率僅12%。
氣體介質(zhì)拉曼激光器
以氣體為拉曼活性介質(zhì)的激光器,轉(zhuǎn)換效率可通過優(yōu)化氣壓、泵浦參數(shù)提升。例如用1064nm激光泵浦高壓乙烷產(chǎn)生1550nm一階拉曼激光,經(jīng)優(yōu)化實驗條件減少激光誘導擊穿后,光子轉(zhuǎn)化效率提升至20.7%。而理論上充氣空芯光子晶體光纖受激拉曼的最高光子轉(zhuǎn)化率甚至能接近100%。
飛秒脈沖拉曼激光器
中國科學院上海光機所團隊研發(fā)的飛秒拉曼脈沖激光器,以1065nm增益開關(guān)激光二極管為泵浦源,實現(xiàn)了一階拉曼1121nm脈沖輸出,其最大拉曼轉(zhuǎn)換效率達到80.2%,且該激光器還能實現(xiàn)重復(fù)頻率1MHz-150MHz的連續(xù)調(diào)節(jié)。