高功率光纤激光器研究进展

高功率掺镱双包层光纤激光器由于在效率、散热和光束质量方面的优势,在工业加工、医疗和国防等领域具有广泛的应用前景,是目前国际上激光技术研究的热点之一.首先综述了国际上高功率光纤激光器的研究进展情况,然后重点介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在连续光纤激光和脉冲光纤激光方面所取得的进展,采用双端泵浦技术,在15 m的国产双包层光纤中获得440 W的连续输出,采用MOPA方式,以4 m长的国产光纤作为放大介质,在100 kHz时,获得了133 W的平均功率输出.     

采用国产掺镱双包层光纤的光纤激光器连续输出功率突破700 W

高功率光纤激光器与传统固体激光器相比具有转换效率高、光束质量好、散热方便等优势,是国际上激光技术领域的研究热点。近几年来,随着单纤输出功率的不断攀升,高功率光纤激光器的应用前景日益看好。高性能双包层光纤一直是制约我国高功率光纤激光研究发展的瓶颈之一。近一年来,清华大学精密仪器系光子与电子学研究中心针对国产掺镱双包层光纤进行了多次反复实验,并与武汉烽火通信科技有限公司密切合作,改进光纤制作工艺,研制出具有良好光学和机械性能的新型大芯径掺镱双包层光纤。我们使用的新型掺镱双包层光纤具有直径600μm的D型内包层,…     

高功率光纤激光器及其应用

掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器,它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点.介绍了高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点、发展现状及其应用前景.可以预计这种新型激光器必将逐步取代传统激光器.     

IPG高功率光纤激光器

1 IPG光电公司简介 IPG光电公司是专业设计研发和生产高功率光纤激光器和光纤放大器的领先者。·1990年12月在俄罗斯成立NTO IRE-Polus；·1994年成立德国分公司(IPG激光股份有限公司)；·1998年成立意大利分公司(IPG光纤技术S.r.l.)；·1998年12月成立美国分公司(IPG美国公司)；·2001年4月在美国San Jose成立光波公司。图1示出公司在全世界的分布。IPG光电公司设计、研发和生产一系列高功率光纤激光器和光纤放大器，以满足光纤通信、激光加工、激光医疗等领域快速增长的市场需求。主要产品有：·掺镱光纤激光器波长1050~1120…     

高功率掺镱双包层光纤激光器热效应理论研究

针对高功率双包层光纤激光器热效应严重制约着光纤激光器的输出功率和光束质量这一现象,利用热传导方程和边界条件推导出了双包层光纤激光器温度分布的解析解,进而分析了热效应引起的应力分布,温度和应力引起的折射率变化以及热效应引起的光程差。结果表明,在纤芯轴线处切向、法向、轴向应力分别达到负的最小值,而在光纤表面处径向应力为0,法向、轴向达到正的最大值;应力引起的折射率变化与温度引起的折射率变化相比较小;温度变化是热效应引起光程差主要原因,热膨胀和热应力引起的光程差较小。     

高功率掺镱光纤激光器输出特性的实验研究

对连续波高功率掺镱光纤激光器(YDFL)的输出特性及影响因素进行了实验研究。结果表明,双色镜相对于光纤轴向的倾斜角对激光器阈值和输出功率有影响,当双色镜偏离光纤轴向垂直方向时,激光器阈值增大、输出功率降低;当偏离角度小于±2°时,该倾斜角对激光器阈值和输出功率的影响较小。增益光纤有效长度也影响激光器的阈值和输出功率,并决定激光器自由振荡波长,增加掺杂光纤有效增益长度,激光振荡波长向长波长方向移动。     

高功率1.48 μm国产掺磷光纤级联拉曼激光器

使用20 W/1.06 μm掺镱双包层光纤激光器作为抽运源, 抽运由300 m国产掺磷光纤和光纤光栅构成的级联拉曼谐振腔, 进行了高功率1.48 μm级联拉曼光纤激光器的实验研究。实验研究了不同反射率的输出光纤光栅对拉曼激光阈值和激光效率的影响。结果表明激光阈值随输出光纤光栅反射率的增加而减小。当使用25.7%的输出光纤光栅时, 激光器具有最大的转换效率, 在入腔抽运功率为12.1 W时, 获得了最大2.8 W/1.48 μm连续波激光输出, 相应的激光斜率效率和转换效率分别为31.3%和23.1%。通过监测1.48 μm激光的最大输出功率, 2 h内的功率波动小于5%。     

高功率1018 nm 连续掺镱光纤激光器

成功搭建了高功率1018 nm连续掺镱光纤激光器,通过合理地择增益光纤长度,有效地抑制了ASE。实验获得了300 W最高输出功率,斜率效率为81%。     

高功率光纤激光器的残留包层光滤除研究

为了提高大功率双包层光纤激光器的光束质量、光谱特性以及光纤系统的稳定性,设计了一种用于滤除光纤内包层残留光的新型高功率包层光滤除器。采用蒙特卡洛算法以及光线轨迹追踪法对包层光滤除器进行了数值计算,评估包层光滤除器的滤除能力,并借助计算流体力学软件ANSYS,分析包层光滤除器的温度场分布。结果表明,优化级联结构后的包层光滤除器的滤除效果达到16.7dB,降低了包层光滤除器的热点温度,在600W的输入功率下,热点温度降低了20.8℃,实现了包层光功率的均匀滤除;在滤除功率达到千瓦量级时,该包层光滤除器仍能够稳定工作在70℃以内,满足大功率光纤激光器系统稳定运行的要求。     

高功率光纤激光器涂覆层切口热效应的研究

随着光纤激光器迅速发展,单根光纤导光功率的提高对光纤之间的熔接也提出了更高的要求。在光纤的熔接处理中,涂覆层切口处边界条件的变化导致光波泄漏,这种损耗会成为高功率光纤激光器热效应问题的一个因素。本文根据光波传导方向的先后将涂覆层切口分为前切口和后切口。首先理论研究了两种切口处的光模场分布,并分析了引起切口热效应的主要原因:前切口发热原因主要有波导结构突变导致模场不匹配引起损耗和涂覆层光波泄漏引起的损耗,因此切口形状有较大影响;后切口处损耗则是因为耦合损耗引起。其次,实验研究了几种涂层形状在前切口和后切口的发热特征和温度差异,绘制了前切口不同形状引起的漏光和后切口温度与涂覆层剥离长度的关系曲线。     

高功率光纤激光焊接的研究进展

光纤激光焊接是一种具有较好工业应用前景的新技术,目前已经引起了国内外学者的重视。详细讨论了高功率光纤激光焊接低碳钢及低合金钢、不锈钢、高强钢、铝合金、镁合金、钛合金等材料的研究现状,分析了高功率光纤激光焊接的特点,最后总结了高功率光纤激光焊接研究进展,并提出了研究的方向。     

高功率脉冲双包层光纤激光器的新进展

对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟.分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡-放大(MOPA)方法获得133.8 W平均功率脉冲放大输出的实验结果.     

大功率激光器巴条热特性研究

利用半导体激光器结电压随温度变化关系,测量了大功率激光器巴条的稳态温升曲线,并用红外热成像方法进行了验证。同时采集到的稳态温升曲线结合结构函数方法,可以得到激光器巴条热量传递路径上各层结构的热阻。然后通过测量激光器巴条的热阻可以得到其光转换效率,,施加在半导体激光器巴条上的工作电流越大,其热阻越小,光转化效率越高,与半导体激光器测试仪测量的光转换效率的变化一致。     

大功率光纤激光器研究进展

对当前大功率光纤激光器的研究进展作对比分析,以期得出一些研究方向及方法的借鉴.以连续波与脉冲光纤激光器作为区分标准,对于国内外的大功率光纤激光器报道中所提到的大模场面积光纤激光器、离子掺杂方式、调Q光纤激光器、锁模光纤激光器,以及锥形光纤的泵浦方式等做了相关介绍.     

双包层掺镱光纤的制备研究

根据高功率光纤激光器的性能要求,制备了内包层为D形的掺镱光纤,在波长为975nm、泵浦功率为98W的条件下,当光纤长度为22m时实现了62W的激光功率输出,其斜率效率达到66％．     

196W功率输出的高功率包层泵浦光纤激光器

文章首先阐述了包层泵浦技术以及基于包层泵浦技术的包层泵浦激光器,同时还介绍了一种新型泵浦技术,即从大面积激光二极管向小截面的单模光纤芯层传输能量的侧面泵浦技术。然后介绍了我们试验中的大功率包层泵浦光纤激光器,该激光器采用的是端面泵浦技术。当泵浦功率为240W时,光纤激光器在1．09μm处产生了高质量的196W连续波长输出,获得了85％的斜坡效率。     

双包层掺镱光纤研究进展

双包层掺镱光纤技术使高功率光纤激光器和放大器成为可能。最近几年随着制造技术和器件应用技术的发展双包层掺镱光纤也有了飞速发展,但是激光器的输出功率却受到受激拉曼散射和布里渊散射等非线性效应的限制,可以通过降低纤芯数值孔径、大模面积等方式来克服这种限制。分析和讨论了双包层掺镱光纤的激光放大原理、大模面积双包层掺镱光纤、多芯双包层掺镱光纤和微结构双包层掺镱光纤,介绍了掺镱光纤的研究现状和发展趋势。