光纤激光器泵浦源国内外研究进展
光纤激光器泵浦源国内外研究进展
一、引言
光纤激光器泵浦源是激光器的重要组成部分，它是通过泵浦光源将能量传递给激光介质，从而实现激光器的激发和放大。光纤激光器泵浦源在激光技术应用中具有广泛的用途，包括通信、医疗、材料加工等领域。本文将对光纤激光器泵浦源的国内外研究进展进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、国内光纤激光器泵浦源研究进展
2.1 传统泵浦源
• 2.1.1 氙灯泵浦源
• 2.1.2 二极管泵浦源
• 2.1.3 激光二极管泵浦源
2.2 高效泵浦源
• 2.2.1 锐利激光泵浦源
• 2.2.2 外腔激光泵浦源
• 2.2.3 共振器激光泵浦源
2.3 小型化泵浦源
• 2.3.1 光纤型泵浦源
• 2.3.2 集成型泵浦源
• 2.3.3 微型泵浦源
2.4 其他新型泵浦源
• 2.4.1 飞秒激光泵浦源
• 2.4.2 高功率泵浦源
• 2.4.3 纳秒脉冲泵浦源
三、国外光纤激光器泵浦源研究进展
3.1 欧洲研究进展
• 3.1.1 德国泵浦源研究
• 3.1.2 英国泵浦源研究
• 3.1.3 法国泵浦源研究
3.2 美国研究进展
• 3.2.1 斯坦福大学泵浦源研究
• 3.2.2 麻省理工学院泵浦源研究• 3.2.3 加州大学泵浦源研究
3.3 亚洲研究进展
• 3.3.1 日本泵浦源研究
• 3.3.2 韩国泵浦源研究
• 3.3.3 中国台湾泵浦源研究
四、光纤激光器泵浦源的应用领域
4.1 通信领域
• 4.1.1 光纤通信泵浦源
• 4.1.2 光纤放大器泵浦源
• 4.1.3 光纤激光器泵浦源
4.2 医疗领域
• 4.2.1 激光治疗泵浦源
• 4.2.2 光动力疗法泵浦源
• 4.2.3 激光手术泵浦源
4.3 材料加工领域
• 4.3.1 激光切割泵浦源
• 4.3.2 激光焊接泵浦源
• 4.3.3 激光打标泵浦源
五、结论
本文全面、详细、完整且深入地探讨了光纤激光器泵浦源的国内外研究进展。通过对传统、高效、小型化和其他新型泵浦源的研究进行总结，可以看出光纤激光器泵浦源的发展方向。同时，通过对国内外不同领域的应用研究进行分析，可以看到光纤激光器泵浦源在通信、医疗和材料加工等领域的广泛应用前景。在未来的研究中，还需进一步提高泵浦源的效率、稳定性和可靠性，以满足不断发展的激光技术应用需求。
光纤激光器工作原理及发展
光纤激光器的工作原理及其发展前景 1 引言 光纤激光器于1963 年发明，到20 世纪80 年代末第一批商用光纤激光器面市，经历了20 多年的发展历程。光纤激光器被人们视为一种超高速光通信用放大器。光纤激光器技术在高速率大容量波分复用光纤通信系统、高精度光纤传感技术和大功率激光等方面呈现出广阔的应用前景和巨大的技术优势。光纤激光器有很多独特优点，比如：激光阈值低、高增益、良好的散热、可调谐参数多、宽的吸收和辐射以及与其他光纤设备兼容、体积小等。近年来光纤激光器的输出功率得到迅速提高。已达到10—100 kW作为工业用激光器，现已成为输 出功率最高的激光器。光纤激光器的技术研究受到世界各国的普遍重视，已成为国际学术界的热门前沿研究课题。其应用领域也已从目前最为成熟的光纤通讯网络方面迅速地向其他更为广阔的激光应用领域扩展。本文简要介绍了光纤激光器的结构、工作原理、分类、特点及其研究进展，最后对光纤激光器的发展前景进行了展望。 2 光纤激光器的结构及工作原理 2.1 光纤激光器的结构 和传统的固体、气体激光器一样。光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。泵浦源一般采用高功率半导体激光器(LD) ，增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射所产生的自发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后．最终形成稳定激光输出。图 1 为典型的光纤激光器的基本构型。增益介质为掺稀土离子的光纤芯，掺杂光纤夹在 2 个仔细选择的反射镜之间．从而构成F— P谐振器。泵浦光束从第1个反射镜入射到稀土掺杂光纤中•激射输出光从第2个反射镜输 出来。 2.2 光纤激光器的工作原理 掺稀土元素的光纤放大器促进了光纤激光器的发展，因为光纤放大器可以通过适当的反馈机理形成光纤激光器。当泵浦光通过光纤中的稀土离子时. 就会被稀土离子所吸收。这时吸收光子能量的稀土原子电子就会激励到较高激射能级，从而实现离子数反转，反转后的离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态，并且释放出能量，完成受激辐射。从激发态到基态的辐射方式有 2 种：自发辐射
光纤激光器论文
摘要： 光纤激光器作为光源在光通信领域已得到广泛应用，而随着大功率双保层光纤激光器的出现，其应用正向着激光加工、激光测距、激光雷达、激光艺术成像、激光防伪和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。本文以下内容概述了光纤激光器的原理、特点、应用及其发展前景。 关键词：光纤激光器应用扩展发展前景 abstract: Fiber laser as a light source in the field of optical communication has been widely used, and as the dual-protection layer of high-power fiber lasers appear, its application is toward to the laser processing, laser ranging, laser radar, laser art of imaging, security and bio-medical laser rapid expansion of a wider area. The following article outlines the principles of fiber lasers, characteristics, applications and prospects for development. Keywords: fiber laser applications development prospects. 一．光纤激光器的简述
光纤激光器和放大器的研究与应用引起了广泛的重视和兴趣，已能制备以硅和氟化铅为基质的掺杂稀土金属元素的光纤。用这些光纤制作成光源或光放大器在降低光通信系统的成本方面具有巨大的潜力。接铰和饵离子的光纤激光器已有多种波长的输出，包括900nm，1060nm和1550nm等。用输出波长为800nm的I‘D作为泵浦源也可以获得光通信重要窗口波长(1550nm)的输出。 激光输出诺可以通过改变稀土离子所处的玻璃基质进行改变。由掺杂稀土元素离子的氟化错光纤可以在红外区产生波长为1050nm，1350nm，l 380nm和l 550nm的激光输出，其中1350nm波长非常有价值，因为利用以硅为基质的光纤要想得到这个波长的输出非常困难。此外，这种光纤能在2．08ftm，2．3f4m和2．7Pm的中红外波长区产生激光输出也具有十分重要的价值。这种光源可能在通信，医学，大气通信和光谱学方面得到应用。 光纤激光器的输出方式可以是连续的，也可以是脉冲的。光纤激光器的调Q 和锁模以及亚纳秒脉冲业已获得。光纤激光器可以在其整个荧光谱范围内进行调节输出。最重要的是可以获得窄带宽，单纵模的输出。因此也可用于相干通信以及其他单色性要求较高的应用场合。光纤放大器的优越性能以及用LD作为泵浦源实现了放大，使其在光通信系统中的应用越来越广泛。 在过去的几年中，光纤激光器和放大器得到了飞速的发展，世界上许多实验室都卷入了这方面的研究工作。这些研究工作涉及下述所提到的所有方面。以后将会利用可见和红外波长区的稀土元素跃迁，发现更多的谱线以满足各种不同的需要。光纤中的光学过程的理论和基础研究也将进一步发展以优化其性能。 实验研究还需要进一步器件化以及满足实际需要。对新型光纤和谐振腔的研究还将继续。高功率的窄脉冲以及偏振控制，可调谐线宽输出都是应用所需要的。与光纤兼容的调制器和隔离器也是目前所急需的。光纤激光器的研究无疑将刺激光纤器件的发展。光纤放大器在局域的和广域的光通信系统中应用前景广阔，这些都需要进一步的研究。
光纤激光器泵浦源国内外研究进展
光纤激光器泵浦源国内外研究进展 一、引言 光纤激光器泵浦源是一种重要的激光器泵浦方式，其具有高效、稳定、可靠等优点，在现代科学技术领域得到广泛应用。本文将从国内外研 究进展的角度来探讨光纤激光器泵浦源的相关研究。 二、国内外研究进展 1. 国内研究进展 在我国，关于光纤激光器泵浦源的研究已经有了较大的进展。例如， 中国科学院上海光学精密机械研究所利用高功率半导体激光器作为泵 浦源，成功实现了Nd:YAG晶体连续脉冲放大器的实验室样机。同时，该所还开发出了一种新型的高功率半导体激光器泵浦Nd:YAG晶体脉 冲放大系统，并成功地将其应用于雷达遥感领域。 2. 国外研究进展 在国外，对于光纤激光器泵浦源的研究也十分活跃。例如，美国洛斯 阿拉莫斯国家实验室开发出了一种高功率光纤激光器泵浦源，该源利 用了一种新型的双核光纤技术，能够输出高达10千瓦的功率。同时，欧洲空间局也研制出了一种基于光纤激光器泵浦源的激光通信系统， 该系统在太空环境下表现出了极强的抗干扰能力。
三、技术特点 1. 高效性 相比于传统的泵浦方式，光纤激光器泵浦源具有更高的转换效率和更 低的损耗率。这是因为在其工作过程中，直接将电能转化为激光能量，从而避免了传统泵浦方式中由于多次反射产生的损耗。 2. 稳定性 由于其采用了先进的稳定控制技术和高质量材料，在使用过程中能够 保持长时间稳定运行，并且不会受到外界环境因素的影响。 3. 可靠性 相比于其他泵浦方式，如闪光灯泵浦、电子束泵浦等，光纤激光器泵 浦源具有更长的使用寿命和更高的可靠性。这是因为光纤激光器泵浦 源的核心部件——光纤，具有较高的抗辐射和抗损伤能力。 四、应用领域 1. 激光加工领域 在激光加工领域，光纤激光器泵浦源已经成为了主流泵浦方式。例如，在金属切割、焊接、打标等方面都得到了广泛应用。 2. 激光医疗领域 在激光医疗领域，光纤激光器泵浦源也发挥着重要作用。例如，在皮 肤美容、癌症治疗等方面都得到了广泛应用。
3μm 光纤激光器的研究进展
3μm 光纤激光器的研究进展 杨伟;段云锋;王强;张秀娟;邓明发 【摘要】The 3 μm laser plays an important role in the laser medicine.Owing to the potential of fiber laser,the re-search on 3 μm fiber laser has great significance and value.The principle and research progress of the 3 μm fiber la-ser doped different rare earth ions are summarized,and several ZBLAN fiber lasers doped different ions are intro-duced.At the end,the faced problems of the 3 μm fiber laser are analyzed,and development tendency in the future is pointed out.%3μm 波段的激光在激光医疗等领域发挥着重要的作用，同时鉴于光纤激光器的突出优点，使研究3μm 波段的光纤激光器具有极高的应用价值。本文从不同的掺杂稀土离子角度对3μm 波段光纤激光器的工作原理和研究状况进行了简要概述，介绍了几种不同离子掺杂的 ZBLAN 光纤激光器。最后分析了当前3μm 波段光纤激光器发展所面临的问题和今后的研究方向。 【期刊名称】《激光与红外》 【年(卷),期】2015(000)005 【总页数】5页(P471-475) 【关键词】3 μm;光纤激光器;工作原理;研究进展 【作者】杨伟;段云锋;王强;张秀娟;邓明发
泵浦激光器技术的发展及其应用前景
泵浦激光器技术的发展及其应用前景随着科学技术的日益发展和人们对高质量光源的需求不断提高，泵浦激光器技术作为一种高能量、高功率、高光质的光源已经成 为了人们研究和应用的重要工具。 一、泵浦激光器技术的发展历程 泵浦激光器技术最早可以追溯到20世纪60年代初期，当时的 泵浦光源主要是闪光灯和氙灯。虽然这些灯光源能够提供足够的 激光能量，但其灯泡寿命较短，灯光发射的时间和强度也不够稳定。70年代，随着固态激光器、半导体激光器和光纤激光器的发展，以及新型泵浦光源如氦氖激光器的出现，泵浦激光器技术得 到了极大的发展，其应用领域也开始不断扩展。80年代后，伴随 着高功率激光的需求不断上升和光学材料的不断进步，泵浦激光 器技术的发展进入了高峰期。 二、泵浦激光器技术的优势 相比于传统的光源技术，泵浦激光器技术有许多优势。首先， 泵浦激光器具有高能量、高功率的特点，能够满足许多高能量、
高功率需求的应用场景。其次，泵浦激光器的输出光束比传统光源的输出光束更为稳定和精确，光束质量更高。此外，泵浦激光器可以实现高效能量转换，能够将能量转换为高质量的激光，从而获得更高的能效。最后，泵浦激光器具有光束可控性更强、维护简单等特点，使其在现代激光应用中具有广泛的应用前景。 三、泵浦激光器技术的应用前景 泵浦激光器技术具有广泛的应用前景。目前，其主要应用于医学、工业、军事、环保、通信等领域。在医学方面，泵浦激光器可以应用于眼科、口腔科、皮肤治疗等领域，帮助医生快速有效地进行疾病诊治。在工业方面，泵浦激光器可以用于激光切割、激光焊接、半导体制造等行业，提高工作效率、降低生产成本。在军事领域，泵浦激光器可以用于导航、目标识别等方面，帮助军方完成复杂的任务。在环保方面，泵浦激光器可以应用于污水处理、空气净化等场景，改善环境污染。此外，在通信领域中，泵浦激光器也逐渐得到应用，进行高速光通讯的传输。 总结起来，泵浦激光器技术随着技术和应用场景的不断进步而获得了广泛的应用。未来，随着人们对高质量光源的需求越来越
DFB光纤激光器国内外发展状况
我国国内光纤激光器目前己经得到一定程度的发展，国内的一些单位如上海光机所、清华大学、北京邮电大学、华中科技大学、中国科技大学、天津大学等从八十年代末进入光纤激光器的研究领域，经过努力获得了一定进展。国内开展光纤激光器和放大器方面的研究是从80 年代末和90 年代初开始的，首先在上海硅酸盐研究所、天津46 所、上海光机所、西安光机所、清华大学、北京邮电大学等国内多见科研单位开展了掺饵光纤的研制及光纤激光器的研究，并取得了阶段性的成果[l5] 。南开大学、上海光学精密机械研究所在双包层光纤布拉格(Bragg)光栅激光器方面取得了开创性成果[16],烽火通信科技股份有限公司与上海光 机所于2005 年合作，顺利研制出输出功率高达440W 的掺臆双包层光纤激光器[17]，随后中国兵器装备研究院报道了突破IKW 功率的光纤激光器，清华大学在多波长光纤激光器和锁模脉冲光纤激光器方面做了很多有进展性的工作[ 1 8-20] ，总体来说，由于国内光纤激光器的研究受到基础条件方面的制约，同国际的研究水平还有相当大的差距。国外有多个研究机构人员对DBR 和DFB 光纤激光器开展了全面的研究。其中G.A.Ball 所在的EastHartford 联合科技研究中心最先开展了将光栅直接写在掺杂光纤上形成腔结构，泵浦光源通过WDM 对 其进行泵浦而得到激光输出，从而实现所谓DBR 型光纤激光器[21-23] 。由于作为干涉光源以及传感等应用的背景，对单频操作DBR 的研究广泛的开展起来。利用短腔长高掺杂的DBR 、复合腔结构或DFB 结构等来实现稳定的单频操作一一被提出来。Sigurd 所在的澳大利亚的CRC 光子中心对DFB 光纤激光器进行了动态和多波长操作分析[24-25] ，同时探讨了利用DFB 光纤激光器对声响应的情况，并测试了DFB 光纤激光器对空气中声场的响应;Scott 所在的澳大利亚的国防科学科技组织从理论到实验研究了DFB 光纤激光器的空间模结构和 动态噪声[26-27] ，希望实现基于DFB 光纤激光器的水听器;英国的那安普顿大学的Kuthan 等人从理论上提出了改变DFB 光纤激光器对称结构从而实现提高输出效率降低泵浦域值目的[28] ，同时研究了混合掺杂的DFB 光纤激光器[29]，同样希望将其应用于传感领域。在20 世纪90 年代，世界范围的光纤传感技术呈现出产业化发展的趋势，主要形成了军事和民用两大应用领域，其中包括:国土安全防卫系统、工业安全检测系统以及用于石油化工、生物医学和环境等领域的光纤检测系统。在此同时光纤激光传感技术也开始形成，在1995 年，美国海军实验室的K.P.Koo 等人[30]首次将光纤激光器应用到光纤传感领域，这不仅推动了光纤传感技术的发展，而且标准着光纤激光传感技术的诞生。在此之后许多机构对光纤激光传感技术就开始了深入的研究，并且积极的拓展其应用的领域，如美国海军实验室(NRL) 、英国国防研究局(DERA) 、澳大利亚国防科学与技术组织(DSTO) 和美国利通资源勘探仪器公司(Litto n)等。自从19%年起英国国防研究局(DERA)联合Ast on大学和Kent大学开展了光纤激光水听器的研究[31]，并于2005年报道了8 点光纤激光水听器波分复用技术[32];2006 年澳大利亚国防科学与技术组织(DSTO) 报道的最大规模的单纤16点波分复用光纤激光传感器阵列[33];2007 年美国G.H.Ames 等报道了DFB 光纤激光加速度计[34];2008 年美国海军实验室G.A.Cranch 等报道了DFB 光纤激光磁力计[35] 可以应用于海底微弱磁场的探测。近年来国内光纤传感技术己经进入了工程应用的阶段，并且在光纤激光传感技术方面也取得了一些研究成果。 2011.3.1 DFB 光纤激光器作为本文研究的重点，下面对它的研究进展作一个简要介绍。1972 年美国贝尔实验
光纤激光器
光纤激光器及技术进展 伍浩成 中国电子科技集团公司第三十四研究所 摘要：光纤激光器作为目前最为活跃的激光光源器件，它是激光技术的前沿课题。本文讨论了光纤激光器的特性及基本原理，概述了光纤激光器的新近进展。 一、引言 光纤激光器是在EDFA技术基础上发展起来的技术。早在1961年，美国光学公司的E.Snitzer等就在光纤激光器领域进行了开创性的工作，但由于相关条件的限制，其实验进展相对缓慢。而80年代英国Southhampton大学的S.B.Poole等用MCVD 法制成了低损耗的掺铒光纤，从而为光纤激光器带来了新的前景。 近期，随着光纤通信系统的广泛应用和发展，超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。其中，以光纤作基质的光纤激光器，在降低阈值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面，已明显取得进步，是目前光通信领域的新兴技术，它可以用于现有的通信系统，使之支持更高的传输速度，是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。目前光纤激光器技术是研究的热点技术之一。本文就近年来国外几种新型的光纤激光器技术加以阐述。 二、光纤激光器原理 利用掺杂稀土元素的光纤研制成的光纤放大器给光波技术领域带来了革命性的变化。由于任何光放大器都可通过恰当的反馈机制形成激光器，因此光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发。目前开发研制的光纤激光器主要采用掺稀土元素的光纤作为增益介质。由于光纤激光器中光纤纤芯很细，在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”。因此，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡。另外由于光纤基质具有很宽的荧光谱，因此，光纤激光器一般都可做成可调谐的，非常适合于WDM系统应用。 和半导体激光器相比，光纤激光器的优越性主要体现在：光纤激光器是波导式结构，可容强泵浦，具有高增益、转换效率高、阈值低、输出光束质量好、线宽窄、结构简单、可靠性高等特性，易于实现和光纤的耦合。 我们可以从不同的角度对光纤激光器进行分类，如根据光纤激光器的谐振腔采用的结构可以将其分为Fabry-Perot腔和环行腔两大类。也可根据输出波长数目将其分为单波长和多波长等。对于不同类型光纤激光器的特性主要应考虑以下几点：（1）阈值应越低越好；（2）输出功率与抽运光功率的线性要好；（3）输出偏振态；（4）模式结构；（5）能量转换效率；（6）激光器工作波长等。 三、包层泵浦光纤激光器技术 双包层光纤的出现无疑是光纤领域的一大突破，它使得高功率的光纤激光器和高功率的光放大器的制作成为现实。自1988年E Snitzer首次描述包层泵浦光纤激光器以来，包层泵浦技术已被广泛地应用到光纤激光器和光纤放大器等领域，成为制作高功率光纤激光器首选途径。图1(a)示出一种双包层光纤的截面结构。不难看出，包层泵浦的技术基础是利用具有两个同心纤芯的特种掺杂光纤。一个纤芯和传统的单模光纤纤芯相似，专用于传输信号光，并实现对信号光的单模放大。而大的纤芯则用于传输不同模式的多模泵浦光(如图1(b)所示)。这样，使用多个多模激光二极管同时耦合至包层光纤上，当泵浦光每次横穿过单模光纤纤芯时，就会将纤芯中稀土元素的原子泵浦到上能级，然后通过跃迁产生自发辐射光，通过
激光器件的应用和发展前景讲解
激光器件的应用和发展前景 摘要 激光器件是近年来激光领域关注的热点之一，其中光纤激光器具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、完全免维护、高稳定性以及体积小等优点，应用领域广泛。国外对光纤激光器的研究不断有新进展，光纤激光器单模输出功率最高可达3kW。国内的科研单位在发展高功率光纤激光器方面，急起直追的攻克大功率光纤激光器的关键技术。本文简要阐述了光纤激光器件的结构和原理，主要阐述了其在通信、军事、国防、销毁弹药、微材料处理、造船业岩石及泥土材料处理、焊接、标刻、材料处理、材料、弯曲、激光切割、医疗、石油及航天等行业的应用，对光纤激光器件的发展做了回顾，并展望了光纤激光器件在新领域的应用前景，随着相关技术的完善，光纤激光器将向更广阔的领域发展，并有可能成为替代固体激光器和半导体激光器的新一代光源, 形成一个新兴的产业。 关键词：光纤激光器；掺杂光纤；输出功率 Abstract In recent years, laser device is one of the hot areas of concern, which is absolutely ideal for fiber laser with the beam quality, ultra-high conversion efficiency, totally maintenance-free, high stability, as well as the advantages of small size and wide range of applications. Overseas research on fiber lasers, there have been new progress in single-mode fiber laser output power up to 3kw.China's scientific research units in the development of high power fiber lasers, the catch up in the capture of key high-power fiber laser technology. This paper described the structure of fiber-optic laser device and the principle of its major in communications, military, national defense, the destruction of munitions, micro material processing, shipbuilding rock and soil material handling, welding, marking, materials processing, materials, bending, laser cutting, health care, oil and aerospace industries, such
DFB光纤激光器国内外发展状况
DFB光纤激光器国内外发展状况 从国内发展状况来看，中国在光通信领域的发展非常迅速，并取得了一系列重大突破。DFB光纤激光器作为一种关键器件，在国内光通信领域得到了广泛应用。中国科学院、清华大学、复旦大学等一些重点高校和科研机构开展了深入的研究工作，提高了DFB光纤激光器的性能。同时，国内一些光通信设备厂商如中兴通讯、华为等也在DFB光纤激光器的研发和生产方面取得了很大进展。目前，国内DFB光纤激光器的技术水平已经达到了国际先进水平，并在国内市场上占有很大份额。 从国外发展状况来看，DFB光纤激光器在国外也有广泛的应用。美国是DFB光纤激光器的主要研发和生产国家之一，其在等离子体物理、激光雷达、光纤传感等领域的应用上取得了很多成果。欧洲的一些研究机构如爱丁堡大学、剑桥大学等也进行了很多与DFB光纤激光器相关的研究，提高了DFB光纤激光器的性能。此外，日本、韩国等国家也在DFB光纤激光器的研究和应用方面取得了一些成果。 总的来说，DFB光纤激光器在国内外均取得了很大的发展。在技术方面，通过不断的研究和创新，DFB光纤激光器的性能得到了很大的提高。在应用方面，DFB光纤激光器已经广泛应用于光通信、激光雷达、传感等领域，为这些领域的发展提供了重要支持。此外，随着光通信、光纤传感等领域的不断发展，对DFB光纤激光器的需求将会进一步增加，这将为DFB光纤激光器的发展提供更大的机遇和空间。 虽然DFB光纤激光器在国内外都取得了很大的进展，但还存在一些问题需要解决。首先，DFB光纤激光器的制造成本较高，需要进一步提高生产效率，降低制造成本。其次，目前DFB光纤激光器的输出功率还有一定的限制，需要进一步提高输出功率。另外，DFB光纤激光器在高温、高湿
光纤激光器的研究与开发
光纤激光器的研究与开发 随着现代科技的不断发展，人们对于光纤激光器的需求越来越高。光纤激光器 是一种用于光通信、医学、工业制造等领域的重要器件，其高效率、高功率、高质量的输出光束，使它在现代外界应用中占据了重要地位。 一、光纤激光器的工作原理 光纤激光器主要包含光泵浦、增益介质和谐振腔三个部分。光泵浦能量通过半 导体激光器、氘灯、Nd:YAG激光器等方式提供，达到激发掺杂在光纤中的掺杂离子，将激光能量转化为材料内的能量。这种能量增益是通过光纤中材料的光吸收效应来实现的。例如：19mm的长度、3mm的掺Yb3+光纤，其增益截面约为 2.5x10^-20cm^-2。 增益介质的选择对光纤激光器的工作效能非常重要。常用的增益介质有Nd3+、Yb3+、Tm3+、Er3+、Ho3+等元素离子。其中，Yb3+因为其长寿命、跃迁截面大 才被广泛地应用于光纤激光器之中。 谐振腔是光纤激光器的另一个重要组成部分。谐振腔内包含两个反射镜，分别 为输出反射镜和高反射镜。高反射镜是指透反射率小于5%的反射镜，而输出反射 镜则需要具有较高的透反射率。当增益器中的激光与谐振腔中的光发生共振时，就会产生放大，从而形成了激光脉冲。 二、光纤激光器的优点 光纤激光器具有许多优点，这使得其在许多应用领域具有广泛的应用。以下是 其中一些优点： 1. 高功率：由于光泵浦能量提供的能量密度非常高，可以得到非常高的功率。 2. 窄谱：光纤激光器形成的光脉冲非常窄，其谱线也非常窄，这使得其在许多 应用方面拥有较为优越的性能。
3. 高光束质量：光纤激光器输出的光束非常稳定，光束质量高，重合度也很好。 4. 省电：和其他激光器相比，光纤激光器更为节能，也更加可靠。 5. 环保：光纤激光器在生产和使用过程中对环境的影响也比较小。 三、光纤激光器的应用 光纤激光器具有广泛的应用，特别是在工业和医学领域中，以下是其常见的应用： 1. 切割和焊接：光纤激光器可以被用于对轻型材料进行切割和焊接的工作，在 汽车工业、航空工业和电子工业中广泛应用。 2. 医疗：光纤激光器被用于进行手术和治疗，例如在胃肠领域、眼部和皮肤治 疗中。 3. 通信：光纤激光器也被用于光纤通信中，提供高速和高质量的通信服务。 4. 研究：在研究所用中，光纤激光器可以被用于进行激光实验，研究光的性质 和应用。 四、光纤激光器的未来 在未来，随着科技的不断进步，光纤激光器的应用领域将会越来越广泛，未来 的需求也会越来越大。特别是在高威能和高功率方面，光纤激光器有望赢得更多的市场份额。随着技术的进步，光纤激光器也会更加先进、效率更高、更加节能和环保。 总之，光纤激光器是一项具有极高发展潜力的新兴技术。随着越来越多的人们 对光纤激光器进行研发和应用，它会在现代化社会中发挥更加独特的作用。
光纤激光器国内外研究现状及发展趋势
光纤激光器国内外研究现状及发展趋势光纤激光器是目前激光技术领域中的重要研究方向之一、它以光纤作为激光光路的传输媒介，具有输出光束质量高、功率稳定等优势，广泛应用于通信、医疗、工业等领域。本文将从国内外研究现状和发展趋势两个方面进行讨论。 首先，光纤激光器的国内研究现状。我国在光纤激光器领域的研究取得了一定的成果。例如，我国科学家在光纤激光器技术方面进行了大量的探索和研究，研制出了一系列具有自主知识产权的光纤激光器。这些光纤激光器在传输功率、波长范围、光束质量等方面取得了较高的性能，具有较好的应用前景。 此外，我国在光纤激光器的相关领域也取得了一定的突破。例如，在光纤材料与制备技术方面，我国科学家成功研制出了高硅石英光纤，使得光纤激光器的输出功率得到了大幅度的提升；在光纤激光器的激光调制与控制技术方面，我国科学家开创性地提出了多光束合成技术，实现了光纤激光器输出光束的形态调控；在光纤激光器的应用领域，我国科学家积极探索光纤激光器在医疗美容、材料加工等领域的应用，取得了一系列重要的应用成果。 其次，光纤激光器的国外研究现状。与我国相比，国外在光纤激光器领域的研究起步较早，取得了许多重要的研究成果。例如，美国、德国、日本等国家在光纤激光器的高功率、超快脉冲等方面的研究领先于世界，其研发的高功率、高光束质量的光纤激光器已经在军事、工业等领域得到了广泛应用。
另外，国外科学家在光纤激光器的性能提升和应用拓展方面也取得了 一系列重要的突破。例如，近年来，国外研究机构和企业在光纤激光器的 波长可调、频率可调等方面进行了大量研究，并取得了重要的研究成果。 这些成果不仅提高了光纤激光器的功能多样性，还拓展了其在通信、医疗、生物科学等领域的应用空间。 最后，光纤激光器的发展趋势。随着激光技术的不断进步，光纤激光 器在功率、波长、频率、束质量等方面仍有很大的发展空间。未来，光纤 激光器的发展趋势主要体现在以下几个方面： 首先，光纤激光器的功率将继续提升。随着高功率光纤激光器在军事、工业等领域的广泛应用，对功率的需求也越来越大。未来光纤激光器的功 率将会向更高的方向发展，以满足不同领域的需求。 其次，光纤激光器的波长范围将进一步拓展。目前，光纤激光器的波 长范围主要集中在可见光和近红外光区域。未来，随着波长选择的需求不 断增加，光纤激光器的波长范围将会继续拓展，包括更广泛的红外和紫外 光区域。 此外，光纤激光器的光束质量将进一步提升。光束质量是衡量激光器 性能优劣的重要指标之一，对于一些精密加工和高精度测量应用尤为重要。未来，光纤激光器的光束质量将会继续提升，以满足各种高精度应用的需求。 综上所述，光纤激光器作为一项重要的激光技术，在国内外都得到了 广泛的研究和应用。未来，随着激光技术的不断发展，光纤激光器在功率、波长、束质量等方面将有更多的研究突破和应用创新，势必会为相关领域 的发展带来更广阔的前景。
国内外光纤激光器行业发展现状、市场规模及预测分析
国内外光纤激光器行业发展现状、市场规模 及预测分析
提示：（1）全球激光器行业发展现状 1）全球激光器行业市场规模和用途 （1）全球激光器行业发展现状 1）全球激光器行业市场规模和用途 欧美等发达国家最先开始使用激光器，并在较长时间内占据较大的市场份额。随着全球制造业向发展中国家转移，亚太地区激光行业市场份额迅速增长。 发展中国家在制造业升级过程中，逐步使用激光设备代替传统设备，对激光器的需求旺盛，系目前全球激光行业市场最主要的驱动力之一。根据报告，2012-2016 年，全球激光器行业收入规模持续增长，从2012年的87.30 亿美元增加至2016 年的 104.00 亿美元，年复合增长率为4.47%。 随着大功率激光器技术突破和增材制造技术的成熟，预计未来激光器行业将持续快速增长。2012-2016 年，全球激光器行业收入如下图所示：
图：2012-2016年全球激光器行业收入 参考 相关发布的《2018-2023年中国激光器行业市场需求现状分析与投资发展前景研究报告》 激光器用途十分广泛，目前主要应用于通信、材料加工、印刷、军事研发、医疗美容等领域。根据数据，2016 年，全球激光器行业应用领域中材料加工相关的激光器收入31.20 亿美元，占全球激光器收入的30%，为仅次于通讯的第二大激光器应用领域；研发与军事运用相关激光器收入8.32 亿美元，占全球激光器收入的8%；医疗美容相关激光器收入8.32 亿美元，占全球激光器的8%。具体情况如下： 图：2016 年全球激光器用途分类情况 2）工业激光器市场规模和用途 近年来，全球工业激光器市场规模保持较快增长，根据数据，全球工业激光
激光器行业发展概况与市场趋势分析
激光器行业发展概况与市场趋势分析 一、激光产业链分析 激光具有单色性好、亮度高、方向性好等特点，广泛应用于军用和民用领域。在民用领域，激光加工工艺在机械、汽车、航空、钢铁、造船、电子等大型制造业产业中正在逐步替代传统加工工艺，在军事领域，激光能量武器成为各国重点支持和发展的新概念武器。 随着中国激光行业的不断升级,激光产业以形成了较为完整的产业链,上游为激光晶体、光学镜片、各类激光器、数控系统等,中游为激光切割机、激光焊接机等激光设备,下游则为材料加工、电子信息等应用行业。 激光器位于激光产业链的中游，是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔三大核心功能部件组成。泵浦源为激光器提供光源，增益介质吸收泵浦源提供的能量后将光放大，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，振腔振荡选模输出激光。 二、全球激光器市场规模 2018年，全球激光器市场规模约为137.5亿美元，2009年至2018年年均复合增速为11.14%。现阶段，得益于激光器产品特性的突出优势以及广泛的应用领域，全球激光器市场处于稳步增长的态势，市场容量逐渐扩大，未来有巨大增长空间。 材料加工、通信和光存储市场占全球激光器下游需求约44.8%、27.8%，为最主要应用。2018年应用于材料加工、通信和光储存的激光器销售收入分别为61.6亿美元和38.2亿美元，分别占全球激光器收入的44.8%和27.8%。其余科研和军事、医疗和美容、仪表和传感器、其他市场收入分别为12.8亿美元、10.3亿美元、10.2亿美元和4.4亿美元，分别占全球激光器收入的9.3%、7.5%、7.4%和3.2%。 工业激光器为激光器主要应用领域，2018年占激光器总市场规模的36.77%。2013-2018年全球各类工业激光器的销售收入持续增长，2018年达50.58亿美元，同比增长4.18%，占全球激光器行业比例从2013年的27.74%增长至36.77%。工业
传导热沉半导体激光光纤耦合泵浦模块的理论与实验研究
传导热沉半导体激光光纤耦合泵浦模块的理论与实验研究 大功率光纤激光器以其卓越的光束质量、超大的光功率密度、高转换效率、体积小、结构紧凑、易于调制、使用简便以及免于维护等显著特点,已逐步替代固体和气体激光器广泛应用于军事、工业加工、医疗和空间通信等领域。然而,这项技术在未来能否有更大的应用发展空间,却受限于结构紧凑、成本低廉、高亮度和高稳定性的光纤耦合半导体激光泵浦源技术的发展。 本文以大功率光纤激光器以及光纤耦合的半导体激光器在激光加工领域及其军事领域的应用为背景,以光纤耦合半导体激光泵浦源模块为主要研究对象,以提高光纤耦合半导体激光泵浦源模块的亮度为主要目的,在对国内外技术路线调研的基础上,采取传导热沉封装半导体激光阵列光纤耦合方法,实现光纤耦合半导体激光泵浦源模块的高亮度输出。本文为了降低光纤耦合半导体激光泵浦源模块的成本,对大功率半导体激光阵列封装技术进行了大量实验研究,总结了大功率半导体激光阵列封装的关键技术问题,并简要介绍了封装流程,最后对自主封装的激光器进行了参数测试。 通过参数测试分析了经快慢轴准直的大功率半导体激光二极管阵列的远场特性,为后续光束整形系统和聚焦耦合系统的设计与加工奠定了基础。本文详细阐述了表征激光光束质量标准的光束聚焦特征参数值和半导体激光一维阵列在快慢轴方向上光束参数乘积BPP的表达方式。 本文对传导热沉封装半导体激光阵列光纤耦合方法进行了理论和实验研究。根据理论计算,此方案可以将半导体激光耦合进数值孔径为0.22,芯径200μm的光纤;通过实验研究,最终获得耦合进数值孔径0.22,芯径600μm的光纤,输出功率160.5W(直角棱镜和光束整形系统未镀膜),耦合效率74%,插头效率达42.5%以
LD泵浦Innoslab激光振荡器和放大器研究共3篇
LD泵浦Innoslab激光振荡器和放大 器研究共3篇 LD泵浦Innoslab激光振荡器和放大器研究1 LD泵浦Innoslab激光振荡器和放大器研究 激光技术已经广泛应用于现代生产和科研领域，如材料加工、医疗设备、通讯、环境检测等方面。其中，Innoslab激光振荡器和放大器是目前应用较广的激光装置之一，具有高能量、高稳定性、高可重复性、高效率等优点，因此受到了广泛的关注和研究。 Innoslab激光振荡器和放大器采用半导体激光器（LD）作为泵浦光源，将泵浦光能量通过反射镜、光束扩张器和光学透镜束聚到硅板上，这样得到的初始激光器具有大的横向尺寸和较小的垂向尺寸。在光学谐振腔中，通过增益介质的激发，可以得到高质量的激光光束。在放大器中，所得的激光光束将被再次放大，从而得到高功率、高能量的激光光束。 Innoslab激光振荡器和放大器在材料加工领域中的应用非常广泛。例如，它可以用于金属部件的切割、板材的焊接、钣金零件的冲压成型等。同时，在医疗领域，Innoslab激光振荡器和放大器也可以用于激光治疗和手术等方面。此外，它还可以应用于光电子学领域的测量、检测、通讯等领域。 为了提高Innoslab激光振荡器和放大器的性能，研究人员花
费了大量的时间和精力。例如，在建设激光器的过程中，研究人员必须考虑到能量损耗、光损耗、自发辐射、放大器中的热失控影响等等因素。同时，他们还必须注重制造工艺，例如面板的选择、面板制造的精度、光学部件的加工等等。 为了进一步提高激光器的性能，研究人员还研究了使用多个面板来构建激光器的技术。通过这种方法，能够增加激光器的输出功率，并减小横向尺寸。同时，这种技术也可以减少光学部件的数量，并减少制造工艺的难度和成本。 总之，Innoslab激光振荡器和放大器作为现代激光技术的重要组成部分，被广泛应用于材料加工、医疗、通讯等领域。通过不断地研究和改进，它的性能得到了大幅度的提高。相信，在未来的发展中，Innoslab激光振荡器和放大器将在更广泛的领域中发挥更加重要的作用 Innoslab激光振荡器和放大器在材料加工、医疗、通讯等领域发挥了重要作用。经过多年的研究和改进，其性能得到了大幅度提升。随着技术的进步和应用范围的不断拓展，相信Innoslab激光振荡器和放大器将在更多领域中发挥更加重要的作用 LD泵浦Innoslab激光振荡器和放大器研究2 近年来，固体激光技术已经在许多领域得到了广泛的应用，包括制造业、医疗、军事等领域。其中，LD泵浦Innoslab激光振荡器和放大器是固体激光技术的一种新型形式，具有很强的应用潜力。本文旨在探讨LD泵浦Innoslab激光振荡器和放大器的研究进展，以及其在各个领域的应用前景。
2023年超快激光器行业市场发展现状分析、国内外重点企业发展战略研究及未来市场发展分析预测
2023年超快激光器行业市场发展现状分析、国内外重点企业发展战 略研究及未来市场发展分析预测 （1）超快激光器行业现状：超快激光器是指输出激光的脉冲宽度在皮秒（10-12秒）级别、或小于皮秒级别的脉冲激光器。根据输出激光的脉宽不同，超快激光器又可分为皮秒激光器、飞秒激光器等，由于纳秒激光器产品特性与超快激光器相对接近，实践中，部分激光器制造商会将其纳入超快激光器产品线中，超快激光可以将光能集中在皮秒至飞秒的时间间隔内，并将光聚焦至超细微空间区域，获得巨大的单脉冲能量和极高的峰值功率。 中金企信国际咨询权威公布《2023-2029年全球及中国超快激光器市场监测调研及投资潜力评估预测报告》 目前超快激光器在我国主要应用于在非金属材料切割领域。超快激光与材料相互作用的时间极短，能在很大程度上避免长脉宽、低强度激光造成材料熔化与持续蒸发现象（热影响），确保了加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响，大大提高了加工质量。超快激光加工也因此被称为“冷加工”。
（2）超快激光器行业市场规模：国内超快激光器产品尚处于逐渐渗透阶段。在半导体、显示器制造和玻璃加工需求的推动下，中国的超快激光市场正在快速增长。2021年国产超快激光器占总销量的55%，仅占总收入的30%，功率与价格一般成正向变动，表明国产超快激光器的功率水平较低，大多在10-50W之间，而进口激光器则拥有更高功率的应用。2021年国内超快激光器市场规模达到32亿元。 2015-2021年中国超快激光器市场规模（含进口）现状分析 数据整理：中金企信国际咨询 （3）行业竞争格局分析： 1、国际竞争格局：全球激光工业强国的激光产业起步较早，并且注重应用技术的开发，发展速度较快，带动其汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业实现产业升级。先进的激光技术和广阔的应用市场使得相关激光企业保持较强的竞争实力，目前国际上大型激
连续波泵浦的高功率全光纤化超连续谱光源
连续波泵浦的高功率全光纤化超连续谱光源 郭春雨;林怀钦;阮双琛;伍一鸣;欧阳德钦;杨锦辉;韦会峰;胡学娟 【摘要】以6个输出功率为25 W的976 nm半导体激光器作为泵浦源,通过光纤合束器搭建双包层掺镱(Yb)光纤放大器,对中心波长为1 071.5 nm的10 W连续波掺Yb光纤激光器种子源进行主振荡功率放大,实现高功率输出.通过包层光剥离器及与系统双包层尾纤匹配的模场适配器,将放大系统的大模场双包层光纤与小芯径单模光纤进行模场匹配耦合,进而实现高功率连续波激光的单模输出.通过梯度折射率光纤熔接技术,将模场适配器的输出光纤与一段长度为200 m的高非线性光子晶体光纤进行高效率耦合,实现高功率连续波光纤激光器对高非线性光子晶体光纤的全光纤化泵浦,最终研制最大输出功率为36.5 W的全光纤化超连续谱光源,光谱范围覆盖990～1 700 nm,20 dB光谱范围达620 nm.%A high-power all-fiber continuous-wave (CW) fiber laser is achieved via a master oscillator power amplifier (MOPA) configuration pumped by six 25 W fiber pigtailed 976 nm laser diodes.The seed source is a 10 W Yb-doped CW fiber laser with a central wavelength of 1 071.5 nm.The mode-matching between the largemode double-clad pigtail fiber of the amplifier and a single-mode small-core fiber is realized through a claddinglight stripper (CLS) and a mode field adapter (MFA).Consequently,the high-power single-mode CW fiber laser is accomplished.Then,this single-mode CW fiber laser is used to pump a 200 m photonic crystal fiber (PCF) by using the GRIN fiber splicing technique,and a high-power all-fiber supercontinuum source with a maximum output power of 36.5 W and 20 dB bandwidth of 620 nm is demonstrated.
光纤激光器脉冲泵浦特性实验研究
光纤激光器脉冲泵浦特性实验研究 严杰;傅焰峰;王锟;李大华;刘鹏;罗飚 【摘要】脉冲光纤激光器系统产生的放大自发辐射(ASE)是制约其峰值功率的重要因素,而脉冲泵浦是抑制脉冲光纤激光器脉冲自发辐射的有效方法.文章对掺镱双包层光纤放大器的脉冲泵浦特性进行了研究,设计了一种由信号源、隔离器、放大级和滤波器组成的实验光路.对于脉冲泵浦,放大器设计中需要确定的最主要因素是泵浦功率和泵浦脉宽,文章研究了单脉冲能量、ASE功率与泵浦功率以及泵浦脉宽之间的关系,所得结论对脉冲泵浦光纤放大器的设计具有一定的参考价值. 【期刊名称】《光通信研究》 【年(卷),期】2018(000)006 【总页数】4页(P62-65) 【关键词】光纤激光器;脉冲泵浦;放大自发辐射功率 【作者】严杰;傅焰峰;王锟;李大华;刘鹏;罗飚 【作者单位】武汉邮电科学研究院,武汉430074;武汉光迅科技股份有限公司,武汉430074;武汉光迅科技股份有限公司,武汉430074;武汉光迅科技股份有限公司,武汉430074;武汉光迅科技股份有限公司,武汉430074;武汉光迅科技股份有限公司,武汉430074;武汉光迅科技股份有限公司,武汉430074 【正文语种】中文 【中图分类】TN248
0 引言 光纤激光器是一种采用掺杂光纤作为增益介质的激光器，泵浦光被限制在波导光纤中，用来泵浦抽运纤芯中的掺杂阳离子，掺杂阳离子因为受激跃迁形成粒子数反转，当信号光经过时产生受激辐射，因此信号光在增益光纤中得到放大[1-4]。高功率 掺镱脉冲光纤激光器已被广泛研究，且因其具有众多优点而在工业和军事领域中得到广泛应用[5-7]。然而，脉冲间放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission, ASE)是光纤激光器存在的一个问题，因其消耗了上层能级粒子数，导致最终输出激光的效率较低，并且导致激光腔中的部件发热，进而影响了系统的稳定性，造成了自激，最终导致激光器输出不稳定，并且减小了从激光腔中可获得的最大脉冲能量等[8]。采用脉冲泵浦代替连续泵浦来抑制ASE是研究人员广泛采用的一种方法。例如， 2009年黄绣江等人通过脉冲泵浦在100 ns脉宽、100 Hz重 频下抑制ASE，从掺镱双包层光纤放大器获得了30 dB增益[9]；2014年报道了 一种具有55 mJ脉冲能量、脉宽为10 ns以及脉冲重频为10 Hz的光纤激光器，该激光器由7个级联放大光路组成，采用不同泵浦功率和泵浦脉宽的脉冲泵浦[10]。许多文献已经报道了脉冲光纤激光器的连续泵浦特性，但对脉冲泵浦特性的研究较少。本文对脉冲光纤激光器进行了脉冲泵浦特性相关的实验研究。研究表明，对于脉冲泵浦，放大器设计中最重要的影响因素是泵浦功率和泵浦脉宽。在此基础上，研究了掺镱光纤放大器(Ytterbium-Doped Fiber Amplifier, YDFA)在不同泵浦功率和泵浦脉宽下的ASE、脉冲能量和效率的动态变化，并给出了相应的实验结果。 1 脉冲泵浦基本原理 在之前的众多研究中，高峰值功率纳秒级脉冲激光输出因其在军事、医疗和工业等领域的广泛应用而成为一个重要的研究热点。一些光纤激光器在千赫兹到百千赫兹的高重频下使用连续工作的泵浦方式来进行信号光的放大。然而对于某些领域的应