量子信息科学的发展增加了低噪声、窄线宽单频激光器的市场需求。单频激光器在光学原子钟、引力波探测、量子计算和量子计量学等领域有着很多应用。光学原子钟使用可见光或者紫外光作为探测光，能够达到10-18量级的精度。其中171Yb+离子体系有着两个钟跃迁（E2和E3），而且其E3跃迁对场诱导频移具有很低的敏感度。E2和E3跃迁分别对应的433.5 nm和467 nm蓝光通常是利用波长处在871 nm和934 nm的掺Nd晶体激光器和外腔半导体激光器进行倍频得到的。相对于晶体激光器和外腔半导体激光器，光纤激光器有着优异的光斑质量、高功率扩展性和优异的热耗散能力，不需要准直和日常维护等优点。
2024年5月23日，美国亚利桑那大学Nasser Peyghambarian教授课题组在《应用物理快报》上发表了题为“871 nm single-frequency fiber laser for Yb+ ion optical clock”的文章。作者报道了其基于高度掺Nd磷酸盐光纤的871 nm单频分散式布拉格反射（DBR）光纤激光器。相比于硅基玻璃，掺Nd磷酸盐玻璃有着更大溶解度使得浓度淬灭效应更小。同时掺Nd磷酸盐玻璃的发射带相对于掺Nd硅基玻璃蓝移，更适合于获得900 nm以下的激光。本研究中，作者使用1wt.%掺Nd磷酸盐光纤制备了871 nm的单频DBR激光器。激光腔的总损耗为0.52 dB，主要是由于高反（HR）光纤布拉尔光栅（FBG）和低反（LR）FBG。磷酸盐光纤采用传统套管法制备，数值孔径为0.14，传播损耗为2.2 dB/m@1310 nm。两个线性极化的808 nm单模激光二极管组合为泵浦源。作者获得871 nm单频DBR光纤激光器，谱分析仪测量显示信噪比大于60 dB。该激光器阈值功率208 mW，在413 nm泵浦功率下最大输出功率为6.7 mW。相比于880 nm DBR，871 nm DBR有着更高的阈值和更低的输出功率，主要是由于871 nm波长非常接近于掺Nd磷酸盐的零光子线，以及LR-FBG的反射率不是在871 nm波段优化。388 mW泵浦功率时，871 nm激光器1.5 h实验室环境下测量得到的输出功率波动小于0.4%。该激光器输出激光消光比大于29 dB。法布里－珀罗干涉仪测量也证明了该激光器的单模特性，但是在高泵浦功率下偶尔会出现跳模现象。作者的实验结果证明了871 nm单模光纤激光器的设计方案，为进一步提高功率效率，设计紧凑鲁棒性激光器打下了基础。
