相位调制技术、光谱和相干合成技术的发展，促使光纤激光的输出功率不断提升，这使光纤激光单通非线性晶体产生倍频光这一途径变得可行。高功率的窄线宽光纤激光单通倍频晶体，可获得几百瓦至千瓦量级的窄线宽绿光。

2014年，IPG的Gapontsev采用Ⅰ类非临界相位匹配，LBO晶体温度维持在150℃。在基频光功率输出功率为1035 W时，获得了356 W的线偏振532 nm倍频光，光光转换效率、电光效率分别为35%和11% [17] 。使用线偏振单频1064 nm的LD种子源，相位调制后线宽展宽至20 GHz，经过多级保偏放大后，输出功率高达1060 W (如 图1 所示)。在基频光最大输出功率时，功率不稳定性约在1%，偏振消光比大于20 dB。整个装置封装在一个重量仅有12 kg，体积只有532 × 3352 mm的集成模块。全功率倍频过程中，基频光和倍频光未发生明显的光束畸变，并且在基频光最大输出功率时，倍频效率没有任何减缓的迹象，继续增加基频光，倍频光功率和效率仍可进一步提升。从实验上验证了窄线宽高功率光纤激光单通倍频方案的可行性，为其他波长的单通倍频提供了参考。同时整个装置高度集成化、小型化，可广泛应用于科研、工业领域。

2020年，Nufern公司的Ahmadi采用自研的超低损耗的55 mm LBO晶体，温度匹配下倍频光输出功率超kW，倍频效率高达54%。得益于高光束质量的单模基频光，倍频光M²= 1.01 [18] 。对倍频光使用透镜组进行聚焦准直，耦合进入高氢氧基、纤芯直径为100 um的光纤中。高氢氧基的光纤可有效避免光纤中的光子暗化现象，100 um的纤芯可获得93%的耦合效率。从而可实现倍频光的高效光纤耦合、传输，十分适合于工业加工。对线宽约几十KHz的种子光，使用加载了白噪声信号的高速电光调制器将其相位展宽至45 GHz，展宽后的种子光经过主动控制偏振态的多级光纤放大，功率为5 mW放大至2 kW。他们对通过40 mm和55 mm LBO晶体的基频光线宽进行了分析，对于40 mm晶体，基频光线宽在45~81 GHz范围对倍频效率影响很小。但晶体长度为55 mm时，存在一个最佳的基频光线宽65 GHz使得倍频光效率达到最大，说明对于不同长度的倍频晶体可能存在一个最佳的基频光线宽。此外，对光纤激光器偏振态的主动控制相较于全保偏放大具有输出功率高、高模态不稳定阈值等优点。对于单通倍频，一般情况下基频光功率越高，倍频效率也越高。

2021年上海光机所的苏梦琪在基频光784 W时，获得321 W的532 nm倍频光，倍频转换效率为40.9%。倍频光近衍射极限输出，M²= 1.07 [19] 。其使用中心波长为1064.79 nm、功率为12 mW的单频种子源。如 图2 对种子源经相位调制后采用保偏全光纤MOPA结构使其功率放大。基频光最大输出功率784 W、线宽约为20 GHz (0.079 nm)、M²= 1.15，偏振消光比大于15 dB。对LBO晶体采用Ι类非临界相位匹配，理论相位匹配温度为148.3℃。高功率倍频时，晶体对基频光和倍频光存在吸收发热现象。所以他们对倍频实验中不同基频光功率下的LBO相位匹配温度进行调谐，得到高功率倍频时的最佳相位匹配温度。

同年，苏梦琪对基频光种子源的主放过程进行优化，进一步的提升其功率。基频光最大输出功率可达到1100 W。在基频光功率为1084 W时，实现了610 W连续波绿光激光输出，倍频转换效率高达56.27%，光束质量M²= 1.05 [20] 。该指标为目前基于光纤激光单通LBO晶体获取532 nm激光的最高倍频效率。

窄线宽光纤激光的输出功率不断提高、晶体制作工艺的提升，能够制作更大尺寸的周期性极化晶体，这都有利于倍频光的产生，单通周期性极化晶体获得单频532 nm的倍频效率、功率正逐年攀升，如 表2 所示。由于PPLT在倍频过程表现出良好的稳定性，逐渐成为单通周期性极化晶体主流。

2020年上海光机所搭建了高效率、低噪声的单通MgO:PPLT的实验装置，在基频光28.2 W、晶体中心光斑半径33.8 μm时，倍频光功率为10.8 W，倍频转换效率高达38.3% [31] 。实验中倍频晶体的长度为30 mm，极化周期7.98 μm。在基频光最大输出功率时，对瞬时频率的功率谱密度进行测量，计算出基频光线宽约为1.7 kHz，从而推理出倍频光线宽约为3.4 kHz。同时他们对种子源、基频光和倍频光的相对强度噪声进行了分析。在1 kHz~1 MHz范围内，三者的相对强度噪声均呈现下降趋势，约为−140 dBc/Hz。在5 kHz在下，两者的相对强度噪声差(约6 dB)与理论符合的很好。但在100 kHz附近相对强度噪声差变大至16 dB，相对强度噪声差变化的原因还有待进一步分析。

2012年，Avdokhin等报道了170 W、倍频效率76%的532 nm倍频光，此时电光效率为25% [33] 。线宽140 kHz的线偏振1064 nm种子光经过全保偏MOPA放大后，输出功率高达230 W，1064 nm的电光效率约为33%。采用自研的LBO晶体，进行倍频实验，倍频腔一面腔镜安装压电陶瓷，结合PDH稳频技术，使得腔内激光频率与种子光频率一致。倍频光75 W时，倍频效率为88%。然而继续增加基频光功率时，倍频效率开始逐步下降。实验获得的170 W绿光在100s内表现出很低的功率噪声，100s内绿光的输出功率波动小于1%。通过对腔内各组件的后续优化，有望将倍频效率提升至90%，电光效率提升至30%。得益于IPG公司成熟的全保偏窄线宽、高功率和低噪声的光纤激光器，他们在130 W的基础上进一步提升了倍频光功率 [34] 。

2016年，中国工程物理研究院的许夏飞在基频光功率12.67 W时，获得8.37 W的532 nm激光，倍频转换效率为68.9%。同时，测量了倍频光的光束质量M²= 1.25、线宽18.7 kHz [35] 。线宽小于5 kHz，10 mW的连续1064 nm种子光，注入光纤放大器中，获得超12 W的线偏、单频1064 nm激光。为实现非临界相位匹配，30 mm的LBO晶体处于150℃的铜制热沉中，实验装置如 图3 所示。对于模式匹配，采用两块焦距均为240 mm的透镜对光斑半径进行放缩，获得272.6 μm的束腰半径。对于阻抗匹配，测量出环形腔对1064 nm的静态损耗约5.3%，选择反射率为90%的输入耦合镜用于倍频。在实验中对环形腔静态损耗的测量和采用不同反射率的输入耦合镜进行实验，可提升蝶形腔的阻抗匹配，有效的提高了系统倍频效率。

2017年上海光机所的崔淑珍使用线宽为17.6 MHz，50 mW的DFB种子源。使用两级放大对种子光功率进行提升，经预放后1064 nm功率达到360 mW。主放大过程采用1.5 m保偏YDF增益光纤，双60 W的976 nm LD同向泵浦信号光。泵浦光在103 W时，获得60 W、PER > 23 dB的单频1064 nm基频光。30 mm的LBO放置在154.6℃的铜质热沉中，较临界相位匹配温度149℃略高一些。通过优化模式匹配，使得LBO晶体中心的光斑半径约54 μm。采用透射率12%的输入耦合镜，以满足最优的阻抗匹配。当45 W的基频光输入时，获得33.2 W的532 nm倍频光，倍频转换效率为74%。倍频光线宽约为39 MHz，光束质量呈现为完美的高斯分布 [36] 。环形腔总腔长小于160 mm，有利于系统的小型化。在低功率时，尽管晶体存在对基/倍频光的吸收发热。但是端面暴露在空气中，晶体存在与空气的对流换热，使得晶体不处于最佳的相位匹配温度。

2020年上海光机所的曾鑫采用在基频光最大输出功率40 W时，获得29.72 W的倍频光，倍频转换效率为75.8% [37] 。30 mW、线宽小于100 kHz的1064 nm单频种子光。经过正弦调制、保偏放大后输出功率约40 W。实验装置如 图4 所示，蝶形腔由两平面、两曲率半径为50 mm的腔镜组成，平面输入耦合镜的反射率85%，腔镜的折叠角为24℃。整个腔长为164 mm，对应1.646 GHz的自由光谱区。温度匹配下，30 mm LBO晶体中心子午面光斑半径54 μm。倍频过程中，对EOM施加25 MHz的射频信号，在调制深度γ = 1.4348时，获得频率间隔为1.646 GHz的三单频基频光。基频光20 W时，倍频效率超过80%。输出的少频基频光的倍频远场光斑呈完美的高斯分布。由于光隔离器的热透镜效应，导致倍频转换效率下降。与单一频率的基频光相比，经调制后的三单频基频光的总功率是单一频率的基频光的三倍。三单频基频光与腔耦合状态良好且与腔共振时，能有效提升倍频功率和效率。

2008年Sony公司获得大于20 W的532 nm激光输出，此 ${\text{M}}_{\text{x}}^{\text{2}}$= 1.00， ${\text{M}}_{\text{y}}^{\text{2}}$= 1.03。根据模式匹配进入到腔内的基频光计算，倍频效率大于94%，外腔谐振总倍频效率大于88% [38] 。采用NPRO作为种子源，注入到MOPA结构中的掺Yb保偏光纤中，得到单频线偏振25 W，M²< 1.1的1064 nm基频光为了提高倍频转换效率，对二次谐波发生器的各组成部分进行了优化。预估腔内总损耗小于0.25%、晶体对基频光的吸收率小于0.05%，单次转换效率为4.4%。基频光光斑经过透镜组缩束后，在20 mm的晶体中心处半径约50 μm，晶体端面镀反射率小于0.05%的1064 nm减反膜。此时处于临界相位匹配的晶体温度约25℃。针对输入耦合镜进行优化，反射率约95.5%，接近最优的阻抗匹配值。利用PDH的稳频技术，将腔内激光频率锁定在种子光频率上。由于使用音圈电机驱动PDH，获得了极佳的锁频稳定性。倍频光从透射率约99.7%二相色镜输出。

2020年中国科技大学的陈昊泽使用Hänsch-Couillaud技术，在两平面镜后分别安装快、慢速的Piezo用于锁定腔长。基频光最高输入功率47 W时，获得30 W、 ${\text{M}}_{\text{x}}^{\text{2}}$= 1.12和 ${\text{M}}_{\text{y}}^{\text{2}}$= 1.04的532 nm激光，倍频转换效率为为63.8% [39] 。采用8 mW的DFB种子光被注入到光纤放大器中，获得最高约50 W的1064 nm激光输出。蝶形腔由两平凹透镜和两平面透镜组成，平凹透镜的曲率半径分别为132 mm，100 mm。两平凹透镜间距离为166 mm，平面透镜间距离为144 mm，折叠角为10度。整个腔长约626 mm，自由光谱区FSR约为480 MHz。20 mm的LBO晶体放置于精度为0.01℃的自制铜热沉中，热沉处于室温25℃。I类角度相位匹配的晶体中心光斑为27.5 μm，此时聚焦参量ξ = 2.84。经过模拟和多次尝试，阻抗匹配时输入耦合镜的反射率为94%。1 h内倍频光功率不稳定性为2.6%。在1000s内，532 nm的倍频光线宽约为kHz，频率不稳定约30 kHz。常见的高功率532 nm线宽大多在MHz量级，无法满足量子光学中的要求。使用光纤激光结合外腔谐振倍频可以获得高功率的倍频光。同时利用碘分子的R69 (36-1)超精细吸收谱线，结合调制转移光谱技术(MTS)，对高功率532 nm激光的线宽进行超窄压缩，获得稳定的绝对频率。

2022年中国科技大学的王宣恺使用国产的80 W单频线偏振1064 nm光纤激光，当51 W基频光在晶体中心光斑半径为46.5 μm时，获得30 W的532 nm倍频光，倍频转换效率为59% [40] 。 图5 是其倍频装置图，由两平面镜和平凹镜组成，凹面曲率半径为100 mm。折叠角为7.2˚，整个腔长为474.1 mm。针对1064 nm基频光，输入耦合镜其反射率为92%，其余三镜反射率均为99.95%。为满足Ⅰ类临界相位匹配，20 mm的LBO被放置在精度为0.01℃的TEC温控装置中。他们对激光器的相对强度噪声进行了分析，倍频光的相对强度噪声包含；基频光、锁定系统、放大器、压电陶瓷和PD探测器的相对强度噪声。其中放大器带来的噪声是系统噪声的主要来源。通过采用快、慢pzt来减少低频噪声。优化倍频晶体的温度、采用两级反馈环路实现功率稳定从而减低系统的相对强度噪声。实现了在10 Hz~100 kHz范围内，输出激光器的相对强度噪声被抑制至−120 dbc/hz。十分适用于量子气体的长期囚禁和相干操控。