双包层光纤激光器的发展及应用前景

双包层光纤激光器是近来新兴的一种高功率光纤激光器,它以高效率、窄线宽和可调谐等优点而倍受人们的青睐．本文介绍了双包层光纤激光器的种类、工作机理和近期的研究进展,展望了双包层光纤激光器的发展前景．     

双包光纤激光器的发展及应用前景

双包层光纤激光器是近来新兴的一种高功率光纤激光器,它以高效率、窄线宽和可调谐等优点而倍受人们的青睐,本文介绍了双包层光纤激光器的种类、工作机理和近期的研究进展,展望了双包层光纤激光器的发展前景。     

双包层光纤激光器及其在军事中的应用

高功率双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型固体激光器件，它具有散热面积大、光束质量好、体积紧凑等优点。在简要介绍高功率双包层激光器的原理、特点以及发展现状的基础上，介绍了中科院上海光机所在半导体泵浦技术、光纤耦合技术及光纤激光器方面的主要研究成果；讨论了光纤激光器在军事上的应用，重点分析了光纤激光器作为空间激光武器的可能性；最后给出了实现高功率单模激光输出的技术方案。     

双包层光纤激光器

报道了双包层光纤激光器的发展现状，给出了圆环形和偏心形双包层光纤激光器泵浦效率的计算公式，并对二者进行了比较。     

光纤激光器的发展与应用

本文对光纤激光器的现状、发展和应用进行了综述。光纤激光器从掺杂稀土元素发展到掺杂过渡族金属元素;掺杂方法从单纯化学气相沉积（Chemical VaporDeposition,CVD）发展到气相、液相、溶胶-凝胶（sol-gel）和改进的化学沉积（MCVD）等;光纤结构从单包层、双包层到今天的多芯双包层光子晶体光纤;激光功率已经到几十千瓦,光子晶体光纤激光器的功率也已超过1.5 kW。目前,它们广泛应用于造船、航天、机械、电器、汽车、化工等多个领域。新光纤技术的成功,必将推动多种产业的快速发展。     

光纤激光外腔频谱组束的实验研究

实验中采用激光二极管作为泵浦源、大模面积Er3+Yb3+共掺双包层光纤作为增益介质,利用傅里叶变换透镜、闪耀光栅和输出耦合镜组成的外腔结构,实现了两路Er3+Yb3+共掺双包层光纤激光器的频谱组束。在单路光纤激光器的最大输出功率为520 mW和545 mW、光栅衍射效率为80%的条件下,获得了690 mW的组束功率,组束效率为65%,同时对组束激光的光束质量进行了评估。测得水平和垂直方向的光束质量因子分别为M2x=1.592,M2y=1.335。     

保偏光子晶体光纤激光器实验研究

以中心波长976 nm、输出功率70 W的半导体激光器作为泵浦源,掺镱双包层保偏光子晶体光纤为增益介质,采用法布里-珀罗光学谐振腔结构,利用后向泵浦,实现了波长约1 040 nm、最大功率5.3 W的激光输出,并就保偏光子晶体光纤在不同缠绕轴向及缠绕半径时输出激光的偏振特性进行了实验研究.     

主动调Q掺铥双包层光纤激光器

利用790 nm半导体激光器作为泵浦源、声光调制器作为Q开关,将4 m长掺铥双包层D型光纤作为增益光纤,在入纤功率9.17 W、调制频率50 kHz时,获得激光器最大输出功率为1.26 W.调制频率为30 kHz时,获得单脉冲能量40μJ的脉冲激光.激光器在30～50 kHz工作时可以获得稳定的脉冲输出.讨论了在阈值入纤功率附近形成1/2、1/3调制频率脉冲及在较大泵浦功率时形成多脉冲的原因.     

7.4 W双包层掺Yb光纤激光器

最近 ,我们采用多模大功率半导体激光器泵浦掺Yb双包层D型光纤 ,获得了 1 0 9μm、功率为 7 4W的激光输出 .实验中采用线形腔结构 ,LD端面泵浦长 3 0m掺Yb双包层D型光纤 ,泵浦源为光纤 80 0 μm输出的 974nm激光 ,经过 1∶1成像系统后 ,再用聚焦镜聚焦到光纤上 .双包层光纤具有 (3 40 /40 0 μm)D型内包层结构 ,数值孔径 0 3 8.光纤一端加二相色镜 ,另一端利用光纤端面 4%Fresnel反射作为输出端反馈与二相色镜构成了线形谐振腔 .输出功率用SP功率计测量 .实验测得阈值泵浦功率 1 1W ,当泵浦功率为 2 2W时 ,获得了 7 4W激光输出 ,同…     

用于抽运双包层光纤激光器的多模光纤耦合器

给出了一种光纤耦合器,它有16个输入端和一个输出端,由光纤熔融和拉锥的方法制造而成。该耦合器的平均耦合效率为93.7％,平均插入损耗为2．84分贝,可用于抽运输出功率为十儿瓦的双包层全光纤激光器。     

光机电

国内首台"25W脉冲/100W连续光纤激光器"通过鉴定武汉华工激光工程有限责任公司研制的拥有自主知识产权的25W脉冲光纤激光器、100W连续光纤激光器系列产品,通过了湖北省科技厅组织的科技成果鉴定。鉴定认     

国内首台1000W工业光纤激光器

西安光学精密机械研究所所属西安中科梅曼激光科技有限公司成功推出国内首台拥有自主知识产权的1000W工业级光纤激光器,并结合所生产的激光器初步形成了激光加工系统的集成能力。该科研成果的产业化,不仅将满足我国工业加工领域对高功率光纤激光器的市场需求,同时也将打破国外高功率光纤激光器的市场垄断局面。     

基于光子晶体光纤的布里渊光纤激光器

为提高普通布里渊激光器的输出功率和激光效率，提出一种基于小纤芯光子晶体光纤(PCF)的环形腔布里渊光纤激光器.在环路中加入了掺铒光纤放大器和光滤波器，抵消了光纤环路的损耗，削减了掺铒光纤的受激辐射.实验结果表明，应用该激光器只需25 m的小纤芯PCF就可实现稳定的布里渊激光输出，并且输出激光的主要能量来源是环中的掺铒光纤放大器.与普通单模光纤相比，小纤芯PCF具有非线性效应强、布里渊增益大的特点，适合作为布里渊光纤激光器的增益介质.     

光纤激光热加工的特点与应用现状

光纤激光器的光电转换效率高、能耗低、光束质量好、光斑和功率易于调控,相对CO2激光器波长短、质量轻、体积小、灵巧耐用,因此在材料热加工领域的市场潜力巨大,优势明显.为此,从激光热加工原理和光纤激光器特点的角度,对光纤激光热加工的优势,当前光纤激光在焊接、熔覆和退火等领域的研究现状作了研究.     

国内首台“25W脉冲／100W连续光纤激光器”通过鉴定

武汉华工激光工程有限责任公司研制的拥有自主知识产权的25W脉冲光纤激光器、100W连续光纤激光器系列产品．通过了湖北省科技厅组织的科技成果鉴定。鉴定认为：25W脉冲光纤激光器、100W连续光纤激光器．填补了国内空白．光束质量等主要技术指标达到和部分超过同类光纤激光器的国际先进水平。     

双模式人眼安全MOPA全光纤激光器

报道了一台可实现脉冲和连续两种工作模式的全光纤激光器.激光器采用主振荡功率放大结构,种子激光器使用直接调制的单模半导体激光器,其输出波长为1 550 nm,光纤放大器包括两级预放大器和一级主放大器.用于脉冲激光输出时,在重复频率50 kHz、泵浦功率4 W时,获得脉冲宽度1.7 ns、峰值功率5.1 kW的单模脉冲激光输出.用于连续激光输出时,获得平均功率为0.5 W的调制信号.该激光器能同时满足脉冲和相位两种测距功能的使用.     

适用于材料加工的光纤耦合模块

德国DILAS半导体激光有限公司针对光纤激光器泵浦和激光微材料的加工应用,开发了一款波长793nm、105μm的光纤耦合模块。     

光机电

我国首台板带在线光纤激光缝焊机问世武汉凯奇特种焊接设备有限责任公司研制成功我国首台板带在线光纤激光缝焊机,将拓展激光焊机在钢铁板带冶金领域的应用,打造我国激光焊机的民族品牌。该光纤激光缝焊机的激光器以国外光纤激光器为焊接电源,专     

一种新颖的自反馈光注入单频窄线宽光纤激光器

报道一种基于自反馈光注入的单频窄线宽光纤激光器。激光器采用线形腔结构,用高掺杂Er3+光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈与腔内振荡激光干涉,形成折射率光栅与增益光栅共同作用选择纵模,获得稳定的1 549.85 nm单频窄线宽激光输出。在975 nm单模激光二极管(LD)抽运下,激光器的抽运阈值光功率为13 mW。当抽运光功率为112 mW时,最大输出信号光功率为30.6 mW,对应的光-光转换效率为27.3%,斜率效率为30.2%,信噪比大于50 dB。采用延时自外差方法测量线宽,当使用30 km单模光纤延迟线时,测量得到激光器的3 dB线宽为4.0 kHz。     

调Q掺Yb大模面积光子晶体光纤激光器研究

利用掺Yb大模面积双包层光子晶体光纤和声光调制器(AOM)研制了调Q光子晶体光纤激光器．在65 kHz的重复频率下,得到了最大平均功率为2．5 W,脉冲宽度(FWHM)120 ns,峰值功率320 W,单脉冲能量38．5μJ的调Q单模激光脉冲,激光中心波长为1 038．4 nm．分析介绍了实验中出现的多脉冲现象和激光脉冲重复频率的演化及其原因．