拉曼激光器的转换效率没有固定值,会因类型(如光纤、固体、气体介质型)、泵浦条件、谐振腔结构等因素差异较大,不同场景下其光-光转换效率或光子转换效率从10%左右到80%以上不等,部分特殊设计的激光器斜率效率甚至能接近95%,具体案例如下:
光纤型拉曼激光器
国防科技大学团队研发的1185nm级联拉曼光纤激光器,在注入3302W泵浦光时,输出功率达1302W,光-光转换效率为39.4%,信号光斜率效率更是高达64.9%。
另一款由国防科技大学团队研发的1018nm拉曼光纤激光器,采用高功率半导体激光器直接泵浦纯无源多模光纤,当泵浦功率达1915W时,获得656W激光输出,系统斜率效率达94%,不过电光转换效率为20%。
固体介质拉曼激光器
这类激光器常以金刚石、BaWO4等为拉曼介质,转换效率受介质特性影响显著。
山东大学团队用1018nm连续光纤泵浦CVD-金刚石拉曼激光器,当泵浦功率为107w时,最高拉曼激光输出功率达34.6w,基频光-拉曼光转换效率为32.33%。
河北工业大学团队研发的一阶金刚石拉曼振荡器中,高斯基模1.2μm激光输出功率65.5W,对应转换效率23.8%;而LG模式输出功率42.2W,转换效率降至15.3%。
以30mm的BaWO4晶体为拉曼介质的内腔式连续波拉曼激光器,在抽运功率25.1W时,获得3.02W连续拉曼激光输出,光-光转换效率仅12%。
气体介质拉曼激光器
以气体为拉曼活性介质的激光器,转换效率可通过优化气压、泵浦参数提升。例如用1064nm激光泵浦高压乙烷产生1550nm一阶拉曼激光,经优化实验条件减少激光诱导击穿后,光子转化效率提升至20.7%。而理论上充气空芯光子晶体光纤受激拉曼的最高光子转化率甚至能接近100%。
飞秒脉冲拉曼激光器
中国科学院上海光机所团队研发的飞秒拉曼脉冲激光器,以1065nm增益开关激光二极管为泵浦源,实现了一阶拉曼1121nm脉冲输出,其最大拉曼转换效率达到80.2%,且该激光器还能实现重复频率1MHz-150MHz的连续调节。