光纤激光器研究进展
收稿日期:2008-10-13.
动态综述
光纤激光器研究进展
申人升,张玉书,杜国同
(大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁大连116023)
摘 要: 光纤激光器具有寿命长,模式好,体积小,免冷却等一系列其他激光器无法比拟的优点,近年来受到了来自电子信息、工业加工和国防科技等研究开发领域的高度关注。文章概述了光纤激光器典型的工作原理,阐述了其当前主要研究方向以及国内外研究现状,最后提出了光纤激光器产业化的趋势。
关键词: 光纤;光纤激光器;光子晶体光纤;超短脉冲
中图分类号:TN248 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2009)01-0001-05
Latest Development of Fiber Lasers
SH EN Ren -sheng ,ZH ANG Yu -shu,DU Guo -tong
(School of Physics and Optoelectronic Technology,Dalian University of Technology,Dalian 116024,C HN)
Abstract: Fiber lasers ow n lots of advantages co mpared w ith other lasers,including lo ng life,goo d mode,compactness,etc.Recently,fiber lasers have received increasing ly intensive
attention in the applications o f electro nic inform ation,industr y processing and national defense technolog y.T he ty pical principle o f fiber laser is explained and resear ch progr esses about fiber lasers are review ed.Furthermore,the future developm ental trends fo r laser fiber are discussed.
Key words: fiber;fiber lasers;photonic crystal fiber;ultrashort pulse
0 引言
光纤激光器诞生于20世纪60年代初,它是伴随着光纤通信技术、光纤制造工艺以及与激光器生产技术的日趋成熟而迅猛发展起来的新型器件。由于其在高速率、密集波分复用(DWDM )通信系统、高精度传感技术和大功率激光加工等方面呈现出潜在的技术优势和广阔的应用前景,所以备受世界各国科研工作者的青睐,现已成为国际学术界的热门研究对象。
光纤激光器与其他类型激光器相比较,其优点为:(1)泵浦功率低、增益高、输出光束质量好;(2)与其他光纤器件兼容,可实现全光纤传输系统;(3)使用光纤作为基体,其结构具有较高的比表面积,因而散热好;(4)体积小,携带方便;(5)光纤激光器可以作为光孤子源,实现光孤子通信。
1 原理与分类
1.1 基本工作原理
图1
所示为典型光纤激光器的基本结构。
图1 光纤激光器基本结构
典型光纤激光器主要由三部分组成:产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和激发增益介质的泵浦源。其中,增益介质为掺杂稀土离子的纤芯。
当泵浦光从反射镜1(或光栅1)入射到掺杂光纤芯中时,会被所掺杂的稀土离子吸收。吸收了光子能量的稀土离子会发生能级跃迁,实现/粒子数反
#
1#
转0,反转后的粒子经弛豫后会以辐射形式再从激发态跃迁回到基态,并释放出能量,从反射镜2(或光栅2)输出。
1.2分类
根据光纤激光器激射机制、器件结构以及输出激光特性的不同可以有多种不同的分类方式。以目前光纤激光器技术的发展情况来看,其分类主要有以下几种:
(1)按光纤基体结构分类:单包层和双包层光纤激光器。
(2)按输出波长个数分类:单波长激光器和多波长激光器。
(3)按增益介质分类:稀土离子掺杂光纤激光器(如Nd3+、Er3+、Yb3+、T m3+、H o3+等)、单晶光纤激光器、塑料光纤激光器和光纤孤子激光器。
(4)按谐振腔结构分类:F-P腔、环形腔、环路反射器光纤谐振腔以及/80字形腔、DBR光纤激光器、DFB光纤激光器等。
2主要研究方向及现状
目前,对于光纤激光器的研究方向主要集中在高功率光纤激光器、窄线宽光纤激光器、多波长光纤激光器、超短脉冲光纤激光器、拉曼光纤激光器和光子晶体光纤激光器等几个方面。
2.1高功率光纤激光器
高功率光纤激光器[1]与同等功率水平的其他类型激光器相比较,其具有效率高、体积小、冷却温度低和光束质量好等优点,因此高功率光纤激光器一直是光纤激光器领域中最热门的研究方向。
如何提升单根光纤激光的输出功率,是高功率光纤激光器发展的主要研究内容之一。1999年美国的V.Dominic等人[2]用4个45W的半导体激光器从光纤两端泵浦,获得了110W的单模连续激光输出。但由于光纤和泵浦源技术的限制,在此后近3年的时间里,单光纤激光输出功率没有获得突破性进展。2003年,随着大模场光纤技术和高功率泵浦源技术的发展,光纤激光器的输出功率快速提高,德国的IPH T、英国的SPI和美国的IPG公司分别报道了200W、270W和300W的光纤激光器。在2004年初的Pho to nics West会议上,英国的SPI公司报道了1kW的光纤激光器。随后,英国南安普顿大学报道了1.36kW连续波光纤激光器[3],并预言通过对掺杂光纤更先进的设计和采用更高功率的泵浦源,单根光纤的输出功率有可能提高到近万瓦。2004年美国的IPG公司研制出了10万瓦的光纤激光器和1.7万瓦的工业光纤激光器生产线。
由于单根光纤输出的激光功率毕竟有限,于是人们想到利用激光光束组合技术实现输出功率的提高。近年来,其研究方法主要有两种:相干光束组合和非相干光束组合。
由于光纤激光器的相干组束技术可以将多路激光束相干叠加,在提升输出总功率的同时,保持了光纤激光器良好的光束质量,因此该技术成为了高功率光纤激光器研究中很有前途的发展方向。
目前,研究人员已经提出了多种相干组束技术,主要有:主振荡放大技术[4]、多芯光纤自组装技术[5]、全光纤组束技术[6]、光谱组束技术[7]和外腔相干组束技术[8-9]等。光纤激光器的相干组束技术研究才刚刚起步,尚处于实验研究阶段[10]。
2.2窄线宽光纤激光器
对于激光器来说,如果只允许一个纵模振荡,则形成单频激光器,其输出光具有极高的时间相干性。该类型激光器具有很高的实用价值[11],所以窄线宽光纤激光器就成为光纤激光器研究领域的另一个热点,它以线宽窄、低噪声等优点广泛应用于光纤传感、光纤遥感、高精度光谱及光纤通信领域[12]。窄线宽光纤激光器的早期研究工作主要集中在固定波长的窄线宽光纤激光器上,振荡波长由固定波长响应的滤波器控制,如布拉格光栅,其反射中心波长由光栅周期决定,反射带宽由光栅长度决定。除了通过对光纤光栅施加应力或温差来改变振荡波长外,还可以通过旋转光栅、调节腔内标准具角度、利用声光滤波器、电调液晶标准具等方式来实现。
窄线宽光纤激光器常见的腔体结构有线形腔结构和环形腔结构。其中,线形腔结构简单、工作稳定,但是由于驻波场存在空间烧孔效应,不利于实现单频运转,常常把腔体变短,从而导致抽运转化效率低。而采用环形腔结构的窄线宽光纤激光器则可以消除空间烧孔效应,并实现单频运转,其腔体较长,增益高。
2007年光库通讯向市场推出一款超窄线宽光纤激光器,其采用美国核心专利技术和高浓度铒/镱离子共掺有源光纤,有效解决了输出功率与光束质量之间的矛盾。其腔体长度小于5cm,线宽小于3 kH z,高达150mW的输出功率,波长调谐范围为20 GH z,相干长度可达75km。
# 2 #
2.3多波长光纤激光器
多波长光纤激光器在DWDM光纤通信系统、分布式多波长光纤传感系统、光学测试、光谱学等方面具有广泛的应用前景[13]。
多波长光纤激光器主要是利用光纤光栅反馈和滤波机理实现多波长选择的。为了实现波长间隔可调,人们将保偏光纤引入R型光环路中,用保偏光纤替代滤波器。
对于多波长光纤激光器来说,掺铒光纤增益在室温条件下的均匀展宽线宽较大,各纵模间存在模式竞争,难以实现多波长的同时激射。只有将其放置于液氮(温度77K)条件下,掺铒光纤才能实现多波长同时激射。所以,实现常温条件下输出波长可调,波长间隔可调和通道可调一直是多波长光纤激光技术领域的研究重点。
2002年,R.Slavik等人[14]报道了一种在腔内放置声光频移器的多波长掺铒光纤环形激光器,其在室温条件下实现了C波段的1538~1548nm之间13条谱线或者1543~1560nm之间18条谱线输出。2003年,K.Cheng等人[15]报道了一种室温条件下超低损耗的全光纤多频激光器,实现了18通道输出。2006年,Y.G.Liu等人在常规掺Er3+环形激光器上实现了室温下多波长激光的输出[16]。2007年,Yan M等人利用级联的长周期光栅做谐振腔滤波器得到1556.0nm,1558.6nm和1561.2 nm三个波长的激光输出[17]。
目前,已经报道的多波长EDFL都具有较窄的增益频谱,因此限制了更多波长的激光振荡。DWDM技术的成熟对多波长激光器的性能也提出了更高的要求。另外,由于增益介质和激光腔的设计仍是制作高性能、低成本多波长光纤激光器的关键,所以如何改善目前多波长EDFL中EDF过长而产生的对环境敏感等因素和如何使得输出波长更加稳定且易于调节,是以后多波长EDFL研究发展的趋势[18]。
2.4超短脉冲光纤激光器
超短脉冲光纤激光器是根据锁模原理实现激光输出的,即当光纤中各纵模频率间隔相同且相邻纵模间相位差为常数时即可获得锁模激光脉冲输出。根据锁模方式不同,可分为主动锁模光纤激光器和被动锁模光纤激光器。由于主动锁模调制能力有限,限制了锁模脉冲的宽度,所以主动锁模光纤激光器的脉冲宽度通常为皮秒量级。而被动锁模光纤激光器则是利用光纤或其他元件中的非线性光学效应实现锁模的,其结构简单,在一定条件下不需要插入任何调制元件就可以实现自启动锁模工作。
2006年,A.Po lynkin等人[19]报道了一种新的被动锁模超短腔高平均功率皮秒级短脉冲光纤激光器,获得稳定的重复率达550M H z的脉冲激光输出(平均输出功率500~775mW)。2007年, Sumimura等人[20]利用啁啾光栅做谐振腔得到了稳定的、单模输出的飞秒锁模光纤激光器。
超短脉冲的飞秒技术应用已步入快速发展阶段,并在很多领域得以应用。在不久的将来,脉冲能量为100L J、输出功率为几十瓦的飞秒激光器有可能在工业中得到应用。据报道,皮秒光纤激光器现已经突破了100W壁垒,并有可能成为未来高速自由空间系统的中心组件,用于卫星间,甚至行星间的通信[21]。
超短脉冲技术在通信领域中已经成为了实现高速光时分复用的关键,而对于超短脉冲激光器的应用也已经深入到材料、生物和医学等多学科领域。
2.5拉曼光纤激光器(RFL)
RFL利用光纤中的受激拉曼散射效应作为基本原理来实现激光振荡。基于受激拉曼散射效应原理制备的光纤激光器与基于掺杂稀土离子的光纤激光器相比较,其具有更高的饱和功率,同时又没有泵浦源的限制,所以该类激光器在光纤陀螺、光纤传感、波分复用及相干光通信系统中有着重要的应用。
当前RFL的主要增益介质是锗硅光纤和磷硅光纤,它们的拉曼频移分别为440cm-1和1330 cm-1。如果选择合适的泵浦源和增益介质,原则上RFL能够在任意波段获得激光输出,并可进行宽带调谐。近年来,由于RFL的研究进展迅速,新结构、新用途的激光器相继出现,使得RFL各方面的性能大为提高,已经具有了实用价值。
阿尔卡特公司在OFC.2002会议上曾报道了一种可重构三波长的RFL结构,其用于C+L波段的拉曼放大器中。2003年南开大学的苏红新等人[22]报道了内腔级联RFL输出特性的实验研究结果。2004年深圳大学的杜戈果等人[23]报道了利用国产镀膜镜作为谐振腔镜实现的一级拉曼激光输出的实验结果。同年,Skubchenko等人[24]研制出一种高功率的全光纤保偏RFL;Abeeluck等人[25]利用高非线性色散位移光纤获得了3.2W,超过544nm的超连续输出;Sim等人[26]在1539nm实现了输出
#
3
#
13.2W,转换效率为32.5%的激光,是目前在1400 ~1600nm波段已报道的功率最高的级联RFL。2.6光子晶体光纤激光器(PCFL)
由于与传统的光纤相比较,光子晶体光纤(PCF)具有无限单模特性、可控色散特性、高双折射、超连续性和大模场面积等优点,所以使得PCFL 具有了其他光纤激光器所不具备的独特优势。
自2000年W adsw orth首次报道PCFL以来[27],PCFL的研究已经取得重大研究进展,其某些性能已经达到甚至超过了常规光纤激光器。其中具有发展前景的典型器件是掺Yb和双包层的PCFL、基于PCF的脉冲光源及全光纤PCF拉曼激光器[28]。
2003年,德国和丹麦的研究人员分别报道了波长为1070nm、输出功率达到80W、斜率效率为78%的高功率PCFL激光器[29]。2003年, Wadsw o rth等人报道了利用大模面积空气包层PCF研制的高功率PCFL,最大输出功率3.9W,斜率效率30%,实现了单横模运转[30]。2004年, Cr ystal Fiber A/S公司利用三芯结构光子晶体光纤实现了激光输出,功率为260W。2005年,英国Bath大学A.Ortigo sa等人用200fs的泵浦脉冲在PCF中产生了超连续谱。2006年,闫培光等人制备出3.8W PCF拉曼激光器[31]。
3主要应用领域
光纤激光器应用范围非常广泛,如光纤通信(包括空间远距通信)、工业加工(金属或非金属的打标、钻孔、切割、焊接)、军事国防、医疗器械、大型基础建设等。随着对光纤激光器研究的不断深入,其应用的范围不断扩展,实用化的步伐不断加快,其中在军事、工业、生物医学和通信领域的应用尤为突出。3.1军事领域
窄线宽光纤激光器在军事领域的应用十分突出,尤其是高精度激光目标指示和超远距离测距技术。目前一般的商业激光测距仪的测量距离最远为10~20km,这是由于它的动态范围和测量敏感度限制所致,其性能无法满足军方ISR(情报、监视、侦察)综合平台的需求。基于频率调制连续波长技术原理,光库通讯研制出一种1550nm超窄线宽光纤激光器,能广泛应用于几百公里的激光目标指示和激光测距,从而大大降低了搭建ISR平台的成本。
另外,研制激光武器一直是军事领域中的焦点。据报道,2006年美国海军提出在10年内研制出一种100kW,机载光纤激光器吊舱。另据美国军事与航空航天电子网报道,美国空军研究人员于2007年开始探索先进光纤激光器系统的创新技术及方法。所以,光纤激光器极有可能成为未来武器级固态激光器系统的候选方案。
3.2工业领域
光纤激光器在工业领域中已经成为金属和非金属切割、加工与处理的理想设备,其在激光打标、精密切割、激光焊接、精密打孔和激光测量等应用技术方面明显优于传统的固体或气体激光器。光纤激光器现已在汽车和船舶等制造业中大显身手。
3.3生物医学领域
光纤激光器在生物医学领域中也得到了广泛的应用,如光相干层析技术、显微外科手术、皮肤美容等。在此方面的应用,美国处于世界领先地位。激光医疗设备不仅在美国获得广泛应用,而且大量出口。
3.4通信领域
光纤激光器以其独特的优势带动了光纤通信的发展,是实现光孤子通信的关键技术。它不但可以实现连续的激光输出,而且还可以产生皮秒甚至飞秒的超短脉冲,能够实现高速、大容量和高质量的信息传输,为实现全光通信系统提供保障。
4结束语
光纤激光器比传统的固体或气体激光器的结构更简单,体积更小巧。就像当年硅基晶片替代电子管产品一样,光纤激光器在激光领域必将掀起一场革命。
面对市场的需求,光纤激光器将会沿着高功率、窄线宽、大范围可调谐的方向发展,我们应该充分利用现有的技术条件,结合国外先进的科研技术,有针对性地研究开发出性能更好、功率更高的光纤激光器,以满足市场需求。光纤激光器的研究必将成为我国在激光产业未来发展方向上的一个重点。
参考文献:
[1]楼祺洪,周军,朱健强,等.高功率光纤激光器研究
进展[J].红外与激光工程,2006,35(2):135-138.
[2]Domminic V,M accormack S,Waarts R,et al.110W fiber
laser[J].Electron.Lett.,1999,35(14):1158-1160. [3]Jeong Y,Sahu J K,P ayne D N,et al.Yt terbium-
# 4 #
doped larg e-co re fiber laser w ith1.36kW continuo us-
w ave output pow er[J].O pt.Ex pr ess,2004,12(25):
6088-6092.
[4]W ickham M,Anderegg J,Bro snan S,et al.Coher ently
coupled hig h pow er fiber arr ays[C]//Stanfor d Pho tonics Annual M eeting,Califo rnia,2003.
[5]K ozlo v V A,H ernandez-Co rdero J,M o rse T F.A l-l
fiber co her ent beam combining o f fiber lasers[J].O pt.
L ett.,1999,24(24):1814-1816.
[6]K ozlo v V A,H ern ndez-Cor der o J,M o rse T F.A l-l
fiber coherent beam combining of fiber laser s[J].O pt.
L ett.,1999,24:1814-1816.
[7]Ciapur in I V,G lebov L B,Smirnov V I.Spectr al
combining o f hig h-po wer fiber laser beams using Brag g
g rating in P T R glass[J].Pr oc.SPIE,2004,5335:
116-123.
[8]Cor co ran C J,Dur ville F.Ex per imental demo nstr ation
of a phase-lo cked laser ar ray usinga self-F our ier
cavit y[J].A ppl.P hys.L ett.,2005,86(20):201118. [9]L iu L,Zhou Y,K ong F,et al.Phase lo cking in a fiber
laser arr ay w ith var ying path lengths[J].A ppl.P hys.
L ett.2004,85(21):4837-4839.
[10]何兵,楼祺洪,周军,等.光纤激光器相干组束技
术[J].激光与光电子学进展,2006,43(9):47-54. [11]高雪松,高春清,宋学勇,等.窄线宽光纤激光器关键
技术研究[J].激光与红外,2006,36(6):441-444. [12]薛冬,楼祺洪,周军,等.窄线宽光纤激光器进展
[J].激光与光电子学进展,2004,41(5):31-35. [13]H an Y G,G illhw an K,L ee J H,et al.L asing
w aveleng th and spacing switch able multi wav elength
f iber laser from1510t o1620nm[J].IEEE Pho ton.
T echnol.L ett.,2005,17(5):989-991.
[14]孙文凤,姚勇.多波长掺铒光线激光器的研究进展
[J].光电子技术与信息,2004,17(5):10-14.
[15]Cheng K,Peng J,Jin T,et al.A l-l fiber ro om
t em perat ur e multi-fr equency laser w ith ultr a lo w
cav ity loss[C]//OFC2003,1:26.
[16]L iu Y G,Dong X Y,Shum P,et al.Stable ro om-
t em perat ur e mult-i waveleng th lasing r ealizatio n in
o rdinary er bium-doped fiber lo op lasers[J].O ptics
Ex press,2006,14(20):9293-9298.
[17]Y an M,L uo SY,Z han L,et al.T r iple-wav elength
sw itchable erbium-do ped fiber laser w ith cascaded
asy mmetric ex po sur e long-period fiber gr atings[J].
O ptics Ex press,2007,15(7):3685-3691.
[18]田大伟,董波,胡曙阳,等.多波长掺铒光纤激光器技
术研究[J].激光与光电子学进展,2005,42(9):6-10.[19]Po ly nkin A,Po ly nkin P,Panasenko D,et al.Shor t-
cavit y passively modelocked fiber laser o scillat or at1.
5mu m w ith550M H z repet ion rate and hig h averag e
pow er[J].Electr on.L ett.,2006,42(3):157-159. [20]Sum imura K,Yo shida H,F ujita H,et al.
Femto seco nd mode-locked Yb fiber laser fo r single-
mode fiber chirped pulse amplification sy stem[J].
L aser Phy s.,2007,17(4):339-344.
[21]Dianov E M,F ursa D G,A br amov A A,et al.
Raman fibr e-optic amplifier o f sig nals at the
w avelengt h o f1.3mm[J].Quantum Electro n.,1994,
24(9):749-751.
[22]苏红新,吕可诚,阎培光,等.内腔级联拉曼光纤激光
器输出特性的实验研究[J].光学学报,2003,23(1):
53-56.
[23]杜戈果,邓莹,陈慧玲,等.拉曼光纤激光器的初步
研究[J].激光与红外,2004,34(3):169-171.
[24]Skubchenko S A,V yatkin M Y,Gapontsev D V.
H ig h-pow er CW linearly polarized al-l fiber raman
laser[J].I EEE Pho ton.T echno l.L et t.,2004,16
(4):1014-1016.
[25]A beeluck A K,H eadley C.H ig h-po wer
superco ntinuum g ener atio n in highly nonlinear
disper sion-shifted fiber s by use of a co ntinuous-wav e
Raman fiber laser[J].Opt.L ett.,2004,29(18):
2163-2165.
[26]Sim S K,L im L H C,L ee W,et al.H ig h-po wer
cascaded R aman using pho sphosilicate fiber[J].
Electr on.L ett.,2004,40(12):738-739.
[27]Wadswo rth W J,K night J C.Yb3+doped phot onic
cry stal f ibre laser[J].Electro n.L ett.,2000,36:
1452-1454.
[28]张瑞君.光子晶体光纤激光器[J].微纳电子技术,
2006(7):323-329.
[29]L impert J,Schreiber T,L iem A,et al.T hermo-
optical pr operties o f air-clad photo nic crystal fiber
laser s in high pow er operat ion[J].Optics Ex pr ess,
2003,11(22):2982-2990.
[30]Wadswo rth W J,Per cival R M,Bouw mans G,et al.
H ig h pow er air-clad photo nic cry st al fibre laser[J].
O ptics.Ex press,2003,11(1):48-53.
[31]闫培光,阮双琛,郭春雨,等. 3.8W光子晶体光纤喇
曼激光器[J].光子学报,2006,35(3):324.
作者简介:
申人升(1978-),男,工程师,博士研究生,研究方向为光纤传感器件及光纤激光器。
E-mail:shjiank@https://www.360docs.net/doc/6011913186.html,
#
5
#
2010最新脉冲光纤激光器说明书(一体机)
脉冲光纤激光器使用说明书
安全信息 在使用该产品之前，请先阅读和了解这份用户手册并熟悉我们为您提供的信息。 这份用户手册提供了重要的产品操作，安全以及其他信息给您以及所有将来的用户作参考。为了确保操作安全和产品的最佳性能，请遵循以下注意和警告事项以及该手册的其他信息去操作。 ●锐科公司脉冲光纤激光器是IV级的激光产品。在打开24VDC电源前，要确保连 接是正确的24VDC的电源并确认正负极，错误连接电源，将会损坏激光器。 ●该激光器在1064nm波长范围内发出超过5W、10W、15W、20W、25W、30W（根 据不同激光器型号）的激光辐射。避免眼睛和皮肤接触到光输出端直接发出或散射出来的辐射。 ●不要打开机器，因为没有可供用户使用的产品零件或配件。所有保养或维修只能在 锐科公司内进行。 ●不要直接观看输出头，在操作该机器时要确保长期配戴激光安全眼镜。 安全标识及位置 上面二个安全标识符号表示有激光辐射，我们把这符号标在产品光纤盒体盖顶上。
目录 1．产品描述 (1) 1.1 产品描述 (1) 1.2实际配置清单 (1) 1.3使用环境要求及注意事项 (1) 1.4技术参数 (2) 2．安装 (3) 2.1 安装尺寸图 (3) 2.2 安装方法 (4) 3．控制接口 (5) 4．操作程序 (6) 4.1 前期检查工作 (6) 4.2 操作步骤 (6) 4.3打标过程中应注意的事项 (6) 5．质保及返修、退货流程 (7) 5.1一般保修 (7) 5.2保修的限定性 (7) 5.3服务和维修 (7)
1．产品描述 1.1 产品描述 锐科脉冲激光器是是为高速和高效的激光打标系统而专门发展的。为工业激光打标机和其它应用提供了一款理想的高功率激光能量源。 脉冲激光器相对于传统的激光器，能够对每瓦的泵浦光转换效率提高10倍以上，低能量消耗的自动设计，适合实验室或室外操作。精巧，可独立放置，可随时使用，能够直接嵌入用户的设备上。 激光器可发出1064nm波长的脉冲激光，通过工业激光器标准接口来控制，激光器需要使用24V直流供电。 1.2实际配置清单 请根据图表1参考所包括的清单。 表1 1.3使用环境要求及注意事项 脉冲激光器需使用24VDC±1V直流电。 1)注意：使用激光器时要将接地线可靠接地。 2)没有内置可供使用的零件，所有维修应由合格的锐科人员来进行，为了防止电击， 请不要损坏标签和揭开盖子，否则产品的任何损坏将不被保修。 3)激光器的输出头是与光缆相连接的,使用时请小心处理输出头，防止灰尘或其它污 染，清洁输出端透镜时请使用专用的镜头纸。激光器没有安装在系统设备上且不 出光的时候，请将光隔离器保护罩盖好以免灰尘污染。
光纤激光器原理
光纤激光器原理 光纤激光器主要由泵浦源，耦合器，掺稀土元素光纤，谐振腔等部件构成。泵浦源由一个或多个大功率激光二极管阵列构成，其发出的泵浦光经特殊的泵浦结构耦合入作为增益介质的掺稀土元素光纤，泵浦波长上的光子被掺杂光纤介质吸收，形成粒子数反转，受激发射的光波经谐振腔镜的反馈和振荡形成激光输出。 光纤激光器特点 光纤激光器以光纤作为波导介质，耦合效率高，易形成高功率密度，散热效果好，无需庞大的制冷系统，具有高转换效率，低阈值， 光纤激光器原理图1: 峰值功率：脉冲激光器，顾名思义，它输出的激光是一个一个脉
冲，每单个脉冲有一个持续时间，比如说10 ns(纳秒)，一般称作单个脉冲宽度，或单个脉冲持续时间，我们用t 表示。这种激光器可以发出一连串脉冲，比如，1 秒钟发出10 个脉冲，或者有的就发出一个脉冲。这时，我们就说脉冲重复(频)率前者为10，后者为1，那么，1 秒钟发出10 个脉冲，它的脉冲重复周期为0.1 秒，而1 秒钟发出1 个脉冲，那么，它的脉冲重复周期为1 秒，我们用T 表示这个脉冲重复周期。 如果单个脉冲的能量为E，那么E/T 称作脉冲激光器的平均功率，这是在一个周期内的平均值。例如， E = 50 mJ(毫焦)，T = 0.1 秒，那么，平均功率P平均= 50 mJ/0.1 s = 500 mW。 如果用 E 除以t，即有激光输出的这段时间内的功率，一般称作峰值功率(peak power)，例如，在前面的例子中E = 50 mJ, t = 10 ns, P峰值= 50 ×10^(-3)/[10×10^(-9)] = 5×10^6 W = 5 MW(兆瓦)，由于脉冲宽度t 很小，它的峰值功率很大。 脉冲能量E=1mj 脉宽t=100ns 重复频率20-80K 脉冲持续时间T=1s/2k=？秒 平均功率P=E/T=0.001J/0.00005s=20W P峰值功率=E/t 激光的分类： 激光按波段分，可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐，目前工业用红外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um红外
高亮度光纤耦合半导体激光器
高亮度光纤耦合半导体激光器 High Brightness Fiber Coupled Diode Laser 凯普林光电 1 引言 光纤耦合半导体激光器以其体积小、光束质量好、寿命长及性能稳定等优势在各领域得到广泛应用，主要作为光纤激光器的泵浦源、固体激光器泵浦源，也可直接应用于激光医疗，材料处理如熔覆、焊接等领域。受光纤激光器向高功率方向发展趋势的影响，半导体激光器也在向高功率、高亮度发展，高亮度半导体激光器具有较高的光功率密度，经合束器合束同样成为高功率光纤激光器理想的泵浦源。目前光纤耦合半导体激光器结构主要有单管耦合激光器、多单管耦合激光器、迷你Bar以及Bar条/叠阵系列，多单管耦合激光器因其具有高可靠性而成为光纤激光器的主流泵浦源之一，本文主要介绍通过多单管光纤耦合技术实现高亮度半导体激光器的技术与实现。 2 多单管结构 多单管结构是将多路分立的半导体激光器发出的光束经过整形、重新排列、合束后耦合进入单根光纤，从而可提高激光器输出功率。由于分立半导体激光器芯片必须安装在具有一定大小的热沉上，如果直接将多个半导体激光器的输出光束进行排列并聚焦耦合，通常由于受到每个芯片和其热沉体积的限制，合并光束体积较大，很难获得小芯径高亮度的光纤耦合输出。为减小合并光束的空间体积大小，必须采取一定的措施。为此，凯普林自主研发的多单管耦合结构采用阶梯热沉、聚焦透镜、耦合光纤以及独特的安装方式，光路设计简化了结构的复杂性，减小了组件的体积，大大提高了半导体激光器输出的功率，同时保证了耦合点的合理工作温度，如图1所示。 在进行多单管耦合前可对分立半导体激光器芯片进行老化筛选，从而保证了多单管耦合后的可靠性。单管的随机失效特性独立，相比于Bar条、叠阵无热效应干扰，单管的可替换也增加了其耐用性，具有较高的成本优势。
新外观W连续光纤激光器说明书文件
C1500W-2200W 连续光纤激光器 说明书 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co., Ltd.
目录 1安全信息 (3) 1.1安全标识 (3) 1.2激光安全等级 (3) 1.3光学安全 (4) 1.4电学安全 (4) 1.5其他安全注意事项 (4) 2 产品说明 (5) 2.1产品特性 (5) 2.2实际配置清单 (5) 2.3开箱及检查 (5) 2.4运行环境 (6) 2.5注意事项 (6) 2.6产品性能 (7) 3安装 (8) 3.1安装尺寸图 (8) 3.2安装注意事项 (9) 3.3冷却系统要求 (11) 4产品的使用 (13) 4.1前面板 (13) 4.2后面板 (14) 4.3电源连接 (16) 4.4控制接口定义 (17) 4.5激光器工作模式及控制模式 (20) 4.6控制模式的设置 (21) 4.7超级终端模式 (21)
4.8 RS-232模式 (27) 4.9 AD模式 (30) 4.10红光控制 (33) 5常见故障及处理措施 (33) 5.1故障记录及故障的发生 (33) 5.2故障处理 (34) 6质保及返修、退货流程 (35) 6.1一般保修 (35) 6.2保修的限定性 (35) 6.3技术支持及产品维修 (36)
感谢您选择锐科光纤激光器，本用户手册为您提供了重要的安全、操作、维护及其它方面的信息。故在使用该产品之前，请先仔细阅读本用户手册。为了确保操作安全和产品运行在最佳状态，请遵守以下注意和警告事项以及该手册中的其他信息。 1.1安全标识 警告 注意 1.2激光安全等级 根据欧洲标准EN 60825-1，条款9，该系列激光器属于4类激光仪器。该产品发出波长在1080nm或1080nm附近的激光辐射，且由输出头辐射出的平均光功率为1500W~2200W（取决于机器型号）。直接或间接的暴露于这样的光强度之下会对眼睛或皮肤造成伤害。尽管该辐射不可见，光束仍会对视网膜或眼角膜造成不可恢复的伤害。在激光器运行时必须全程佩戴合适且经过认证的激光防护眼镜。 警告 全防护眼镜是具有激光波长防护选择性。故请用户选择符合产品激 光输出波段的激光安全防护眼镜。即使佩戴了激光安全防护眼镜， 在激光器通电时
激光器说明书
大功率激光器说明书 KEEN-EYES大功率激光器是我公司根据刑侦工作的需要开发研制的专用痕迹提取设备。采用国际最新大功率激光技术。先进的石英光纤传输，具有输出功率大，色谱纯正，操作简单,携带方便等特点。一；技术指标： 1电源电压交流220V。输入功率300瓦。 2可分离式电源盒，直流12V，35安时锂电池组。可连续使用1.5小时。3输出光功率8W；激光颜色，绿色.。 4光缆长度3米。 5可调焦镜头。 二；使用说明： 1钥匙开关拧到1位置，为交流供电。或将主机安装到电池盒上，钥匙开关拧到2位置，为直流供电。 2插上220V电源插头，将光缆拧紧到光缆座上，（光缆座带保护功能，不接光缆没有光输出）。将手柄上调光插头，插入面板上的调光插座。3打开钥匙开关，电源接通后，红色指示灯点亮。主机处于预热过程中。蓝色指示灯亮起表示预热结束。然后按动前面板上的启动按钮，绿色指示灯亮起，激光输出。 4激光器启动时为最大功率输出。旋转面板上，或镜头上的黑色调光旋钮，可以调节输出功率大小，顺时针增大，逆时针减小。数码屏显示为即时功率值。
5旋转镜头外套可以调节光斑大小。及光斑外缘清晰。 6按动电源盒前面按钮可显示电池容量。指示条只剩红色灯亮，表示电量不足应及时充电。 7电池充电应使用本机专配充电器，不可使用其他充电器。充电器接通220V交流电源红色电源指示灯常亮。充电时，充电指示灯红色。充电指示灯变为绿色表示电池已满，充电结束。 8本机配有伸缩式镜头支架，可以固定镜头及调节镜头高度和角度。三；注意事项： 1使用完毕应及时套上光缆及光缆座防护套，避免进入灰尘。 2光缆折弯半径大于15厘米。 3清洁光缆端面应使用无尘棉签，沾无水乙醇，沿一个方向擦拭。 切不可用手指或油渍接触光缆端面。否则会造成光缆报废。 4本激光器输出功率强大，切不可直视镜头或对准人眼，否则可造成永久失明。 四；基本配置： 1主机一台。 2带镜头光缆一根。 3电池盒一个。 4充电器一个。 5伸缩光缆支架一个。 6主机电源线一根。 7充电器电源线一根。
光纤激光器的特点与应用
光纤激光器的特点与应用 光纤激光器是在EDFA技术基础上发展起来的技术。近年来，随着光纤通信系统的极大的应用和发展，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。光纤激光器在降低阂值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面，已明显取得进步。它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。 1.光纤激光器工作原理 光纤激光器主要由三部分组成:由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和可使激光介质处于受激状态的泵浦源装置。光纤激光器的基本结构如图1所示。 掺稀土元素的光纤放大器推动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两种，即自发辐射和受激辐射，其中受激辐射是一种同频率、同相位的辐射，可以形成相干性很好的激光。激光发射是受激辐射远远超过自发辐射的物理过程，为了使这种过程持续发生，必须形成离子数反转，因此要求参与过程的能级应超过两个，同时还要有泵浦源提供能量。光纤激光器实际上也可以称为是一个波长转化器，通过它可以将泵浦波长光转化为所需的激射波长光。例如掺饵光纤激光器将980nm的泵浦光进行泵浦，输出1550nm的激光。激光的输出可以是连续的，也可以是脉冲形式的。 光纤激光器有两种激射状态，三能级和四能级激射。三能级和四能级的激光原理如图2所示，泵浦(短波长高能光子)使电子从基态跃迁到高能态E4或者E3，然后通过非辐射方式跃迁过程跃迁到激光上能级E43或者E3 2，当电子进一步从激光上能级跃迁到下能级E扩或者E3，时，就会出现激光的过程。
STFB系列光纤耦合半导体激光器
STFB系列光纤耦合半导体激光器 高功率、高亮度半导体激光器，主要用于医疗、打标头泵浦和材料加工。 SMA905接头便于光纤连接。 热沉热传导，风冷，免去笨重的水冷。 已安装两个温度传感器(NTC/PT100) 可以附带红光指示和输出功率监测，也可以供应相应传输光纤。 光学参数 连续激光功率(W) 30 32 中心波长λ(nm) 805-810, 915, 940, 975-9801 波长偏差(nm) ±10 (±3, ±2)2 谱宽(FWHM) (nm) < 5 (<4)2 波长温漂λ3 (nm/K) ~0.3, ~0.35, ~0.4 光纤参数 光纤芯径(um) 200 400 数字孔径NA 0.22 光纤接头SMA905 电气参数 典型工作电流(A) 40 40 最大工作电流(A) 50 50 极限电流(A) 60 60 典型阈值电流(A) 5 - 8 典型系列(%) 42 44 典型斜效率(W/A) 0.7 – 1.0 工作电压(V) < 2 反向电压(V) < 2 热参数
STFB xxx F-xxxx - xxxx - xxxx - xxxx - xxx 输出功率光纤芯径中心波长波长偏差监测二极管红光指示 30W 32W 200um 400um 808, 806, 807, 808, 809, 810, 915, 940nm T0=±10nm T2=±2nm T3=±3nm M0=不含监测二极管 M3=含监测二极管 P0=不含红光指示 P2=含红光指示 例子：STFB30F200-980-T3M3P0，30W光纤耦合半导体激光器，980nm波长，波长偏差±3nm，光纤芯径200um，含监测二极管，不含红光指示。
带尾纤激光器(光纤激光器)
上海磐川光电科技有限公司 带尾纤激光器（光纤激光器） 产品说明书
专业术语：带尾纤激光器 俗称：光纤激光器,尾纤激光模组, 通讯光纤激光头 产品特点：*半导体激光管芯； *智能调制电路； *高效透过率光学系统； *低功耗，高效能光功率输出； *光斑模式TEM； 应用领域：光纤通讯，特殊环境下工业标线定位，防伪检测，机械、石材切割金属锯床、SMT/电路板的对刀、标线、定位、对齐等
带尾纤激光器的特点利用激光器的单色性好、相干性好、方向性好以及高亮度之外，光纤头可弯曲灵活性号，准直性高，光斑很小是其最大特点，可以广泛应用于光纤通讯、工业检测、工业机械、数控设备、电动工具、工程施工、建筑装璜、印刷、纺织服装、切割焊接等领域的激光定位、激光标线、激光水平、激光垂准、激光指示仪以及激光娱乐照明等；.方便快捷、直观实用、易于安装、稳定可靠，可以提高工作效率，降低人力和生产时间的成本，提高工作精确度。 激光光斑效果
（工业应用场合） 售后服务 产品提供一年质保，三年保修。 使用注意事项 1）使用应注意相关的激光使用安全规定，不能直射人眼； 2）激光器中半导体激光管属静电敏感器件，应遵守相关的静电防护规定。测试和使用环境应保证没有静电； 3）电源线请勿用力拽拉； 4）电源电压不要超过DC 5 V，最好选用激光器专用直流稳压电源供电，“+”（红线）、“?”（黑线）极性绝对不可接反； 5）激光器通电时，“+”（红线）、“?”（黑线）极电源线绝对不可短路，以免烧毁激光器； 6）自制稳压电源请注意消除浪涌脉冲电压电流，稳压5V或<5V将延长使用寿命，避免在各种浪涌脉冲较大的场合中使用激光器； 7）激光器人为损坏或私自拆开激光器后不予保修
光纤激光打标机说明书
SD-20A 光纤激光打标机 使用说明书安装、使用产品前请阅读使用说明
感谢您使用珊达科技公司光纤激光打标机! 请在使用光纤激光打标机前仔阅读此说明书! 第一章概述 1.1光纤激光打标机简介 激光打标机是利用激光束在各种物质表面打印上永久的标记。 激光打标机的效应主要是： 1、通过激光光能对目标物质表层的蒸发而露出物质深层； 2、通过激光光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出所需图案文字； 3、通过激光光能烧掉部分物质，从而显出所需刻蚀的图案、文字。 光纤激光打标机主要由：光纤激光器、振镜（打标头）、软件控制板卡、工控电脑、机箱机柜、放工件的水平台等组成。 1.2光纤激光打标机工作原理 是利用光纤激光器产生激光并用光纤导出激光然后配合光学高速扫描振镜进行工件标记的，其核心部件为光纤激光器。 光纤激光器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，光纤激光器一般都做成可调谐的（既其波长在一定围可以调节），在打标时可以标记出几种颜色（对应材质）。 1.3特点如下： 1.SD-20A光纤激光打标机采用光纤激光器，寿命可达10万小时，性能优越世界排名靠前。 光束质量高，为基模（TEM00）输出，聚焦光斑直径不到20um。发散角是半导体泵浦激光器的1/4。单线条更细，特别适用于精细、精密打标。 2.体积小，耗电量小，整机耗电不到500W；置风冷冷却方式，抛弃了笨重的水冷机组，占地面积更小，安装更简便，真正做到了节能和便携。 3.电光转换效率高，简单易用，无须光学调整或维护，结构紧凑，系统集成度高，故障少。 4.无需进行任何维护，使用寿命长，适用于恶劣环境工作。 5.加工速度快，是传统打标机的2-3倍，光学扫描振镜，激光重复频率高，高速无畸变。
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：自发辐射和受激辐射。其中，受激辐射是一种同频率、同相位的辐射，可
激光20wmopa系列光纤激光器应用介绍2018.2.22
20W MOPA光纤激光器应用介绍 应用工程师：无锡创永激光刘工 2016年7月18日
20W MOPA参数表 长脉宽单脉冲能量高，热效应明显，窄脉宽单脉冲能量低，热效应弱；高频率，平均功率高，热效应明显，低频率（10KHz），平均功率低，热效应弱；低扫描速度，低填充密度，激光能量集中，热效应明显，高扫描速度，中等填充密度（），激光能量分散，热 效应弱。
固定脉宽，100%功率，频率由小增大，平均功率线性增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，功率趋于稳定。 固定脉宽，100%功率，频率由小增大，峰值功率增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，峰值功率呈反比例函数递减。 其他脉宽类似。 MOPA光纤激光器，脉宽可调，脉冲频率范围大，应用范围十分广泛，本文中介绍了20W MOPA光纤激光器部分常见应用，用于20W MOPA应用介绍和推广。其中不同材料参数设置有所差异，文中参数
可作为参考，如有不同之处，敬请谅解。
1. 阳极氧化铝标刻 小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO 小米充电宝阳极氧化铝标刻白色LOGO 阳极氧化铝上标刻黑色二维码，显微镜下可扫描 2. 304不锈钢标刻 304不锈钢打彩色LOGO 304不锈钢名牌标刻黑色 304不锈钢深雕 3.部分高分子材料标刻 公牛插座、苹果手机数据线等某些白色高分子材料标刻深色 PA66+、PE等某些黑色高分子材料标刻浅色 4. 电子器件标刻 电解电容标记黑色参数 PCB板标刻白色二维码和参数 电镀电子器件标刻 IC芯片等电子器件参数标刻 5. 漆剥除 汽车、电脑、手机等透光件漆剥除 亚克力瓶、橡胶按键表面漆剥除 电脑铝制外壳导通处漆剥除 6. 铜制器件标刻 黄铜件标记白色尺寸参数 7. 微弧氧化铝合金标刻黑色名牌 8. 碳钢轴承标记黑色参数 9. 铝箔、锡箔、铜箔切割
锐科1kw连续光纤激光器使用说明书
版本：V0 连续光纤激光器 使用说明书 1000W 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 WuHan Raycus Fiber Laser Technologies CO., LTD
安全信息 在使用该产品之前，请先阅读和了解这份用户手册并熟悉我们为您提供的信息。这份用户手册提供了重要的产品操作，安全以及其他信息给您以及所有将来的用户作参考。为了确保操作安全和产品的最佳性能，请遵循以下注意和警告事项以及该手册的其他信息去操作。 ●连续光纤激光器是IV级的激光产品。在接入交流电源前，要确保连接是正确的三 相380VAC的电源，错误连接电源，将会损坏激光器。 ●请确保使用带有可靠接地以及过流保护装置的交流电源。使用时务必保证激光器 的可靠接地，以避免可能产生的人身伤害。 ●该激光器在1080nm波长范围内发出超过1000瓦的激光辐射。避免眼睛和皮肤接 触到光输出端直接发出或散射出来的辐射。 ●不要打开激光器，因为没有可供用户使用的产品零件或配件。所有保养或维修只 能在锐科公司内进行。 ●在操作该机器时要确保全程配戴激光安全防护眼镜。即使佩戴了激光安全防护眼 镜，也严禁直接观看输出头。 安全标识及位置 上面二个安全标识符号表示有激光辐射，我们把这符号标在产品光纤盒体盖顶上。
目录 1. 产品描述 (1) 1.1. 产品描述 (1) 1.2 实际配置清单 (1) 1.3 使用环境要求及注意事项 (1) 1.4 性能参数 (2) 2. 安装 (2) 2.1 安装尺寸图 (2) 2.2 安装方法 (4) 2.3 冷却系统要求 (4) 3. 控制接口与操作 (5) 3.1串口操作-超级终端 (8) 3.2外部RS232控制 (15) 3.3外部模拟量控制 (16) 4. 质保及返修、退货流程 (17) 4.1一般保修 (17) 4.2保修的限定性 (17) 4.3服务和维修 (17)
光纤激光器的原理及应用
光纤激光器的原理及应用 张洪英 哈尔滨工程大学理学院 摘要：由于在光通信、光数据存储、传感技术、医学等领域的广泛应用，近几年来光纤激光器发展十分迅速，且拥有体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优势。本文简要介绍了光纤激光器的基本结构、工作原理及特性，并对目前几种光纤激光器发展现状及特点做了分析，总结了光纤激光器的发展趋势。 关键词：光纤激光器原理种类特点发展趋势 1引言 对掺杂光纤作增益介质的光纤激光器的研究20世纪60年代，斯尼泽(Snitzer)于1963年报道了在玻璃基质中掺激活钕离子(Nd3+)所制成的光纤激光器。20世纪70年代以来，人们在光纤制备技术以及光纤激光器的泵浦与谐振腔结构的探索方面取得了较大进展。而在20世纪80年代中期英国南安普顿大学掺饵(EI3+)光纤的突破，使光纤激光器更具实用性，显示出十分诱人的应用前景[1]。 与传统的固体、气体激光器相比，光纤激光器具有许多独特的优越性，例如光束质量好，体积小，重量轻，免维护，风冷却，易于操作，运行成本低，可在工业化环境下长期使用；而且加工精度高，速度快，寿命长，省能源，尤其可以智能化，自动化，柔性好[2-3]。因此，它已经在许多领域取代了传统的Y AG、CO2激光器等。 光纤激光器的输出波长范围在400~3400nm之间,可应用于：光学数据存储、光学通信、传感技术、光谱和医学应用等多种领域。目前发展较为迅速的掺光纤激光器、光纤光栅激光器、窄线宽可调谐光纤激光器以及高功率的双包层光纤激光器。 2光纤激光器的基本结构与工作原理 2.1光纤激光器的基本结构 光纤激光器主要由三部分组成：由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和可使激光介质处于受激状态的泵浦源装置。光纤激光器的基本结构如图2.1所示。
高功率光纤耦合半导体激光器
STV-DLF系列高功率光纤耦合半导体激光器 STV-DLF是一款高功率光纤耦合半导体激光器，可以有多种输出功率、波长和光纤直径的组合。客户可以单独选择激光器或者集成了激光器和外围设备的交钥匙系统。 半导体激光器单元包含一个高功率、半导体激光器阵列和光学元件，激光器束可以高效率的耦合进入可分离和互换的单模阶跃光纤中。光纤直径范围从600微米到1200微米，输出功率从300W到数千瓦，光纤长度可以到50米或者更长，非常适合远程灵活的功率传输。 我们可以为客户量身定做诸如激光焊接、熔覆、切割和高速扫描处理系统，系统里也可以集成定位红光和监控传感器如照相机和测量锥。高度集成的激光器，保证了最少的安装时间和最大的生产时间。除此之外，我们还有很多控制器可以让客户根据需求选择，其中就包括微处理器，基于电脑的控制单元，我们也可以帮助客户集成标准的工业控制器。整个系统可以单机工作，也可以多机同时工作。 光纤耦合可以直接传输均匀激光束到工件上的任意位置，减少了直接安装半导体激光器在机器人手臂上而带来的成本增加、复杂性和危险性。 特点： 便于产线集成 光纤耦合，最高功率可以到4500W 结构灵活，便于伸缩 内部水流监控 工业级别安全光纤 长寿命 方便用户操作 紧凑便携 可靠高效 售后服务最小化 应用： 塑料焊接 激光熔覆 铜焊 硬化和热处理 泵浦光纤或者固体激光器 可选配置： 交钥匙系统集成 客户化或者下架光学系统和各种应用 指示光 方形光纤 脚踏操作 远程控制 远程网络控制
技术指标： 型号STV-DLF-500 STV-DLF-1000 STV-DLF-3000 STV-DLF-6000 最大输出功率(W) 500 1000 3000 6000 波长(nm) 808,915,940,980 808,915,940,980 808,915,940,980 808,915,940,980 波长数目 1 1 4 4 光纤芯径(um) 400,600,1000 600,1000 600,1000 1000 光纤长度5m 标准长度, 其他长度可以定做 光纤终端QBH QBH QBH QBH 外部水冷 温度(℃) 10 10 10 10 流量(GPM) 4 4 6 6 控制 客户界面 (GUI) 触摸屏触摸屏触摸屏触摸屏 外控接口安全互锁，数字I/O，模拟量功率控制（0-10V），网络 箱体 交钥匙系统机构标准 19” rack 标准 19” rack NEMA12 NEMA12 （产品图片1）
锐科P100M V2.1脉冲光纤激光器说明书8脉宽
RFL-P100M 脉冲光纤激光器 使用说明书 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies CO.,LTD.
安全信息 在使用该产品之前，请先阅读和了解这份用户手册并熟悉我们为您提供的信息。 这份用户手册提供了重要的产品操作，安全以及其他信息给您以及所有将来的用户作参考。为了确保操作安全和产品的最佳性能，请遵循以下注意和警告事项以及该手册的其他信息去操作。 ●锐科公司脉冲光纤激光器是IV级的激光产品。在打开24V DC电源前，要确保连接 是正确的24V DC的电源并确认正负极，错误连接电源，将会损坏激光器。 ●该激光器在1060~1085nm波长范围内发出超过100W的激光辐射。避免眼睛和皮肤 接触到光输出端直接发出或散射出来的辐射。 ●不要打开机器，因为没有可供用户使用的产品零件或配件。所有保养或维修只能在 锐科公司内进行。 ●不要直接观看输出头，在操作该机器时要确保长期配戴激光安全眼镜。 安全标识及位置 上面二个安全标识符号表示有激光辐射，我们把这符号标在产品光纤盒体盖顶上。
目录 1．产品描述 (1) 1.1.产品描述 (1) 1.2.实际配置清单 (1) 1.3.使用环境要求及注意事项 (1) 1.4.技术参数 (2) 2.安装 (3) 2.1.安装尺寸图 (3) 2.2.安装方法 (4) 3.控制接口 (5) 3.1.前期检查工作 (8) 3.2.操作步骤 (8) 3.3.打标过程中应注意的事项 (9) 4.质保及返修、退货流程 (9) 4.1.一般保修 (9) 4.2.保修的限定性 (9) 4.3.服务和维修 (10)
激光振镜场镜原理(精)
Rdie aarlh doped siide-rrirMte core single-mode signal Multi-mode pumplighrt 光纤激光器原理： 光纤激光器主要由泵浦源，耦合器， 掺稀土元素光纤，谐振腔等部件构成。 泵浦源由一 个或多个大功率激光二极管阵列构成， 其发出的泵浦光经特殊的泵浦结构耦合入作为增益介 质的掺稀土元素光纤， 泵浦波长上的光子被掺杂光纤介质吸收， 形成粒子数反转，受激发射 的光波经谐振腔镜的反馈和振荡形成激光输出。 光纤激光器特点 光纤激光器以光纤作为波导介质，耦合效率高，易形成高功率密度，散热效果好， 无需 庞大的制冷系统，具有高转换效率，低阈值，光束质量好和窄线宽等优点。并且，光纤激光 器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、 免维护、高稳定性的优点； 超长的工作寿命和免维 护时间，平均免维护时间在 10万小时以上。 光纤激光器原理图1: 峰值功率：脉冲激光器，顾名思义，它输岀的激光是一个一个脉冲，每单个脉冲有一个持续时间，比如 说10 ns （纳秒），一般称作单个脉冲宽度，或单个脉冲持续时间，我们用 t 表示。这种激光器可以发出一 连串脉冲，比如，1秒钟发出10个脉冲，或者有的就发出 一个脉冲。这时，我们就说脉冲重复 （频）率 前 者为10,后者为1，那么，1秒钟发出10个脉冲，它的脉冲重复周期为 0.1秒，而1秒钟发出1个 脉冲，那么，它的脉冲重复周期为 1秒，我们用T 表示这个脉冲重复周期。 如果单个脉冲的能量为 E ，那么E/T 称作脉冲激光器的平均功率，这是在一个周期内的平均值。例如，E =50 mJ （毫焦），T = 0.1 秒，那么， 平均功率 P 平均=50 mJ/0.1 s = 500 mW 。 如果用E 除以t ，即有激光输出的这段时间内的功率，一般称作峰值功率 （peak power ），例如，在前面的 例子中 E = 50 mJ, t = 10 ns, P 峰值=50 X 10A （-3）/[10 X10A （-9）] = 5 X 10A 6 W = 5 MW （兆瓦），由于脉冲宽度 t 很小，它的峰值功率 很大。 脉冲能量E=1mj 脉宽t=100ns 重复频率20-80K 脉冲持续时间 T=1s/2k= ?秒 平均功率 P=E/T=0.001J/0.00005s=20W P 峰值功率 =E/t
光纤激光器的控制系统
光纤激光器的控制系统 随着激光器在切割、焊接、表面处理等广泛应用。文中设计了应用于激光打标的功率控制系统，采用数字电位器方式使激光器的性能得到大幅提高，硬件电路设计结构简单、系统响应速度快，不需要额外器件，成本低廉、功能齐全、实用性强。 1、系统总体设计 1.1、控制系统设计 控制系统主要由单片机MC9S12XDP512、开关电源PC0-6131、数字电位器DS1867、数字温度传感器DS18B20、LCD1602显示器、键盘和报警装置等组成。 系统进行读写操作时，光纤激光器输出功率由单片机进行控制调节，提供所需要的激光功率，功率设定时，由单片机MC9S12XDP512对数字电位器DS1867输出电阻进行控制，以改变开关电源控制端的输入电压，使开关电源的输出电流改变，得到光纤激光器输出功率所需要的驱动电流，从而实现激光输出功率的变化。同时利用数字温度传感器对光纤激光器工作环境温度进行采集，利用单片机实现对温度数据的处理，当温度超出规定的40℃时，单片机会控制发光二级管进行温度报警，并利用LCD显示装置显示信息，用户可实时了解激光器的工作情况。 1.2、控制原理 激光器为电流型驱动器件，驱动电流是输出光功率的前提，通过改变激光器电源电流的大小来改变激光器的输出功率。系统控制激光器的输出功率的基本方法是：由单片机控制数字电位器DS1867的输出电阻，使开关电源控制端的电压改变，从而控制了开关电源的输出电流，改变光纤激光器功率的输出。 数字电位器DS1867的输出电阻由式(1)计算 R=D×RWL+RW (1) 其中，RW为滑臂电阻，即为内部电位器电子开关电阻，通常RW≤100 Ω，典型值为40 Ω；RWL为数字电位器DS1867内部电子阵列中每个电阻单元的阻值；D为输入的数字量。根据光纤激光器功率控制的要求，即用户对光纤激光器的输出功率性能的要求，设计出用户要求的10等级功率输出产品，不同的功率等级输出对激光打标的对象有不同的要求。经实验得出，系统设计需要开关电源输出电流的变化范围为0～12 A，功率对应电流线性输出，允许功率稳定度有1％的误差波动。把光功率分成10个等级输出，输入数字量D的值如表1所示，可以通过查表实现。 2、系统的硬件设计 2.1、单片机的选择 单片机MC9S12xDP512是Freescale公司生产的一种16位器件，其包括大量的片上存储器和外部I／O。由16位中央处理单元(CPU12X)、512 kB程序Flash、12 kB RAM、8 kB 数据Flash组成片内存储器。同时还包含两个异步串行通信接口(SCI)、一个串行外设接口(SPI)、一个8通道输入捕捉／输出比较(IC／OC)定时模块(TIM)、16通道12位A／D转换器(ADC)和一个8通道脉冲宽度调制模块(PWM)。MC9S12XD512具有91个独立的数字I ／O口，其中某些数字I／O口具有中断和唤醒功能。该单片机功能强大、运算速度快、可
2000W光纤激光焊接机说明书
2000W光纤激光焊接机的日常使用与维护必须由经过专门培训的人员进行，否则容易产生严重的人为损坏。保养过程中，我们还需要注意以下六点事项： （一）冷却水的纯度是保证焊枪激光输出效率及激光器聚光腔组件寿命的关键，使用中应每周检查一次内循环水的电导率，保证其电导率，每月必须更换一次内循环的去离子水，新注入纯水的电导率必须。随时注意观察冷却系统中离子交换柱的颜色变化，一旦发现交换柱中树
脂的颜色变为深褐色甚至黑色，应立即更换树脂； （二）在气温较高或较潮湿的环境下，焊枪激光器运行中应随时注意观察冷却水循环的管道或激光聚光腔上是否出现因水温过低产生的“凝露”现象。“凝露”出现会造成YAG晶体端面的损伤，导致输出功率下降甚至不能出光，使用中一定要加以注意。如果出现“凝露”应立即停止激光焊接机的使用，待聚光腔表面的水分自然干燥后重新检查2000W光纤激光焊接机激光器光学表面的状况，检查一切正常的情况下才能再次开机，2000W光纤激光焊接机开机前注意适当调高温控器的下限设定温度。正常运行中还应注意观察制冷系统的钛管上是否结霜，如果出现结霜，可能是制冷系统中的氟利昂不够所致，应立即请有关的专业人士进行补充并检查是否存在泄露；
（三）将万用表置于2MW电阻档，把两支表笔测量端的金属外露部分以1cm的间隔距离，平行地插入冷却水面，此时的电阻读数至少应大于250kW。若读数低于此数值，应立即更换焊枪冷却水； （四）为了保证2000W光纤激光焊接机一直处于正常的工作状态，连续工作二周后或停止使用一段时间时，在开机前首先应对YAG棒、介质膜片及镜头保护玻璃等光路中的组件进行检查，确定各光学组件没有灰尘污染、霉变等异常现象，如有上述现象应及时进行处理，保证各光学组件不会在强激光照射下损坏； （五）设备操作人员可以经常用黑色像纸检查激光器输出光斑，一旦发现光斑不均匀或能量下降等现象，应及时对焊枪激光器的谐振腔进行调整，确保激光输出的光束质量； （六）检查焊枪保护连锁电路不锈钢焊条：该冷却系统专门针对激光设备的特点，设计了超温声音报警，超温连锁，流量开关连锁，液位保护连锁等保护措施。使用中应经常检查以上保护电路，保证其功能正常有效。检查工作可以利用换水时进行。
光纤激光器原理与特性详解
光纤激光器原理与特性详解 一、简介 光纤激光器，英文名称为Fiber Laser，是一种以掺稀土元素的玻璃光纤为增益介质来产生激光输出的装置。光纤激光器可在光纤放大器的基础上进行开发，由于光纤激光器中光纤纤芯很细，因此在泵浦光作用下，光纤内部功率密度高，使得激光能级出现“粒子数反转”现象，在此基础上，再通过正反馈回路构成谐振腔，便可在输出处形成激光振荡。
二、结构 光纤激光器的结构类似于传统的固体激光器、气体激光器，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔三大部分构成，如下图所示。其中，泵浦源一般为高功率的半导体激光器，增益介质为掺稀土元素的玻璃光纤，谐振腔由耦合器或光纤光栅等构成。 三、原理 在上图中，由泵浦源发出的泵浦光通过一面反射镜耦合进入增益介质中，由于增益介质为掺稀土元素光纤，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土离子发生能级跃迁并实现粒子数反转，反转后的粒子经
过谐振腔，由激发态跃迁回基态，释放能量，并形成稳定的激光输出。 四、特点 特点一：由于光纤纤芯直径小，在纤芯内容易形成高功率密度，因此光纤激光器具有较高的转换效率、较低的阙值、较高的增益、较窄的线宽、且可方便高效的实现与当前光纤通信系统的连接。 特点二：由于光纤具有很好的柔绕性，因此光纤激光器具有小巧灵活、结构紧凑、性价比较高、且更易于系统的集成的特点。 特点三：与传统的固体激光器、气体激光器相比，光纤激光器的能量转换效率较高、结构较紧凑、可靠性高、且适合大批量的生产。 特点四：与半导体激光器相比，光纤激光器的单色性较好、调制时可产生较小的啁啾和畸变、且与光纤的耦合损耗较小。
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;
光纤激光器论文
激光器件与技术期中论文 光纤激光器浅谈浅谈光纤激光器以及我国光纤激光器研究现状
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.
1550脉冲光纤激光器使用说明
脉冲激光器操作面板 使用说明书 使用本产品前请务必详细阅读本说明，如有疑问请及时联系我们！ 版权声明 本公司对其发行的或与合作公司共同发行的包括但不限于产品或服务的全部内容拥有版权等知识产权，受法律保护。 未经本公司书面许可，任何单位及个人不得以任何方式或理由对上述产品、服务、信息、材料的任何部分进行使用、复制、修改、抄录、传播或与其它产品捆绑使用、销售。 凡侵犯本公司版权等知识产权的，本公司必依法追究其法律责任。 特此郑重声明！ 敬告：为避免硬件误差，我们在本产品的软件中进行了参数修正，请使用对应SN编号的软件，以获得最大精确度！ 2011年7月
1背景 脉冲激光器操作面板的开发是基于为广大用户提供更为良好的用户界面，旨在为用户提供更方便更快捷的服务。编写本手册最主要的的目的，是为广大用户说明本软件的使用方法和注意事项。 2界面介绍及术语解释
3界面性能 系统上电后，上位机与下位机通过串口通信，由中断触发通信，每次通信时长不等，约200ms 至400ms间，第一次获取系统状态。对系统参数进行操作时，当光源状态刷新速度为fast 时，每个操作反馈时长不等，约200ms至800ms内，系统会有反馈。 4运行环境 硬件设备要求 本界面采用串口通信，用户端至少需要一个串口，若无串口，需将其他类型接口转换为串口。 5安装与初始化 1.双击STC_ISP_V480.exe，会出现串口调试界面，将其关闭。完成串口控件的注册！ 2.若用户使用USB端口转化为串口，还需安装driver-232文件夹下的驱动。 3.双击“M14******PFL.EXE”，即会出现脉冲激光操作面板界面。