高功率光纤激光器发展概况

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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

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%。

工业激光器主要用于切割、金属焊接、打标、半导体、金属精加工等领域其中,其中,材料加工中的切割领域占据全球工业激光器约1/3的市场需求。

光纤激光器工作原理及发展

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。

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

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、高湿等恶劣环境下的性能表现也需要改进。

这些问题的解决需要更多的研究和创新,在光学材料、工艺技术等方面进行深入研究。

综上所述,DFB光纤激光器在国内外得到了广泛的应用,并取得了重要突破。

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

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,全球工业激光器收入从2012 年的23.11亿美元增加至2016 年的31.57 亿美元,年复合增长率为8.11%。

2014 年以来,工业激光器市场规模增速逐步加快,最近三年的市场规模增长率分别为5.79%、8.93%和10.17%。

2012-2016 年,全球工业激光器市场规模如下图所示:图:2012-2016 年全球工业激光器市场规模以工作物质分类,工业激光器可以分为光纤激光器、CO2 激光器、固体激光器和其他激光器,其中,光纤激光器在材料加工领域占比最高。

2024年高功率激光器市场规模分析

2024年高功率激光器市场规模分析

2024年高功率激光器市场规模分析1. 引言高功率激光器是一种能够产生高功率激光束的设备,广泛用于多个领域,如工业、医疗和科学研究。

本文将对高功率激光器市场的规模进行详细分析。

2. 市场趋势随着科技的不断发展和应用领域的拓展,高功率激光器市场正在迅速增长。

以下是市场中的一些主要趋势:2.1 行业需求增加高功率激光器在工业和科学研究领域具有广泛的应用。

工业上,高功率激光器被用于激光切割、激光焊接、激光打标和激光雕刻等工艺。

科学研究中,高功率激光器用于精密光谱分析、原子物理研究和光学交叉研究等。

2.2 技术进步推动市场增长随着激光技术的不断进步,高功率激光器的性能和可靠性得到了显著提升。

高功率激光器的输出功率、波长范围和脉冲重复频率等参数一直在不断提高,从而满足了不同应用领域的需求。

2.3 医疗领域需求增加高功率激光器在医疗领域也有广泛的应用。

例如,激光手术是一种常见的治疗方法,高功率激光器可以用于切割和烧蚀组织。

此外,在激光治疗和激光诊断方面,高功率激光器也发挥着重要作用。

3. 市场细分高功率激光器市场可以根据使用领域和激光器类型进行细分。

3.1 使用领域根据使用领域不同,高功率激光器市场可分为工业、医疗和科学研究等领域。

其中,工业是市场的主要使用领域,占据了最大份额。

3.2 激光器类型高功率激光器市场根据激光器类型可分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器等。

固体激光器具有高功率、稳定性和长寿命等优点,所以在市场中具有较大的份额。

4. 市场规模高功率激光器市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势。

根据市场研究公司的报告,预计高功率激光器市场规模将在未来几年内持续增长,并达到XX亿美元。

这主要受到市场需求增加、技术进步和新兴应用领域的推动。

5. 市场竞争格局高功率激光器市场竞争激烈,主要厂商包括TRUMPF、Coherent、IPG Photonics 等。

这些公司凭借其先进的技术和广泛的产品线在市场中占据了一定的份额。

光纤激光器发展概况

光纤激光器发展概况
以简单的光纤F-P腔光纤激光器为例。当光波在谐 振腔内往返一周所获得的增益等于腔内的总损耗时, 激光器就达到了阈值。
而三能级系统中,下能级E1是基态,或是极靠 近基态的能级。通常情况下,粒子几乎全部处 于基态。必须将一半以上的粒子激发到高能级 时才能实现粒子数反转,这就需要较高的泵浦 功率。所以,三能级系统的阈值泵浦功率远高 于四能级系统。
除能级数目外,另外一个对阀值有影响的重要因 素是光纤介质的长度。在一个端面泵浦光纤激光 器中,所能得到的泵浦光子数和粒子反转数将在 泵浦端达到最大值。如果光纤太短,则对泵浦光 的吸收不充分。
光纤激光器的应用
光纤激光器以其卓越的性能和低廉的价格, 在光纤通信、光纤传感、工业加工、医疗、 军事等领域取得了日益广泛的应用。
光纤激光器的基本理论
光纤激光器按工作原理可分为四类:稀土类掺 杂光纤激光器;光纤非线性效应激光器;单晶 光纤激光器;塑料光纤激光器。
形成光纤激光的三个必须条件是:增益介质、 谐振腔和粒子数反转。
但这并不意味着光纤越长越好,因为光纤太长, 在输出端介质对激光光子吸收将使输出功率下降。
光纤激光器谐振腔结构
谐振腔是光纤激光器的重要组成部分,对辐 射光进行反馈和选频,形成谐振,输出激光。 谐振腔有多种结构,其中常见的是FabryPerot腔和环形腔。
如下图所示,Fabry-Perot谐振腔是由平行放置 的介质镜组成的,其中一个是全反,另一个是部 分反射,两个介质镜可放置在光纤的两端,也可 直接镀在光纤的端面上。Fabry-Perot谐振腔如 下图
泵浦光从光纤激光器的左边腔镜耦合进入光
纤,激励光纤中的掺杂离子跃迁到高能态,离子 无辐射跃迁到亚稳态形成粒子数反转,再受激辐 射跃迁回基态产生光子,光子在谐振腔中振荡放 大后形成激光输出。

高功率激光器技术与产业发展概述

高功率激光器技术与产业发展概述

高功率激光器技术与产业发展概述随着科学技术的不断发展,高功率激光器已成为现代制造业、材料加工、医疗、军事等领域的重要技术工具。

高功率激光器技术的发展对于促进产业的繁荣发展有着重要的推动作用。

高功率激光器技术自20世纪初期开始发展,随着技术的不断成熟和完善,其能量密度和能量输出水平不断提高。

经历了几个重要发展阶段:1. 氙离子激光器时期(20世纪60年代)氙离子激光器是第一种大功率连续激光器。

该激光器功率能达到数百瓦,被广泛应用于医疗、科研、军事等领域。

二氧化碳激光器的功率可以达到数千瓦,应用范围更广,被广泛应用于加工、切割、打孔、焊接、雕刻等领域。

3. 光纤激光器时期(90年代-至今)随着新材料的发展和技术的进步,光纤激光器成为国际上一种具有领先优势的高功率激光器。

光纤激光器功率高达数十千瓦,激光光束经光纤输送,几乎没有损耗。

二、高功率激光器在产业中的应用1. 制造业高功率激光器在制造业中的应用十分广泛,可以应用于机床加工、雕刻、镭射打标、微加工等领域。

例如汽车零部件的加工、电子元器件的制造、玻璃制品的打磨和切割,都需要用到高功率激光器。

2. 非金属材料加工高功率激光器可以用于非金属材料的加工和切割,如塑料、皮革、木材等。

其优点在于准确、高效、无毒、无污染等。

3. 医疗高功率激光器在医疗领域中被广泛应用,如白内障、近视的手术。

激光是一种无接触性操作的方法,已经成为眼科手术的主要工具。

4. 军事高功率激光器在军事领域中的作用不言而喻,被用于飞越导弹的控制和打击敌方飞机。

激光武器系统的高精度和高效性为军事行动提供了关键的支持。

高功率激光器技术作为现代技术的重要组成部分,随着科学技术的不断进步和工业环境的深刻变化,其未来发展颇具前景。

随着高功率激光器技术的不断完善和发展,其应用范围远不止于当前。

为此,我们需要更加注重高技术研发,加强相关部门间的合作,以推动高功率激光器技术在未来的应用和发展。

中国激光产业市场现状及竞争格局分析-高功率激光器将成为企业竞争主战场

中国激光产业市场现状及竞争格局分析-高功率激光器将成为企业竞争主战场

中国激光产业市场现状及竞争格局分析高功率激光器将成为企业竞争主战场1、中国激光加工和激光器产业市场集中度较高自从1961年中科院长春光学精密机械研究所研制出我国第一台红宝石激光器至今,我国激光技术也走过了五十多年的快速发展历程。

经过多年的发展,我国激光产业已经逐步具备了在技术和价格上的竞争力。

中国激光产业结构主要分为激光加工、激光器、激光芯片及器件、激光晶体、激光显示、激光医疗等。

2019年中国激光产业市场中,激光加工遥遥领先,占比40%;其次为激光器,占比20%,二者共占据了激光产业市场规模的三分之二。

同时,国内规模以上超过150家的激光企业中,半数以上的企业集中于激光加工和激光器相关领域,反映了激光加工和激光器产业具有较高的行业集中度。

2、华南地区激光产业规模保持领先地位根据中国科学院武汉文献情报中心的数据,在我国激光产业的五大地带中,2019年,华南地区的激光市场规模为200亿元,其中广东和福建是支撑其市场规模增长的“领头羊”;华中地区激光市场规模为150亿元,形成了以武汉为首的激光产业群;华东地区激光市场规模为120亿元,主要集中在上海和浙江两省市;东北/华北实现了100亿元的市场规模,东北以辽宁和吉林为中心,华北集中于北京和河北;相比之下,西部地区市场规模较小,为60亿元,主要集中于四川、陕西、重庆一带。

3、高功率激光器将成为国内外厂商竞争主要战场按照2020年中国激光产业报告的分类,低于1kW的光纤激光器为低功率光纤激光器,1kW-1.5kW的为中功率光纤激光器,高于1.5kW的为高功率光纤激光器。

2019年,我国各功率光纤激光器出货量都保持了增长。

经过多年发展,我国低功率光纤激光器技术逐渐成熟且成本低,国内市场基本实现了国产化;中功率光纤激光器国产化率过半;伴随国内光纤激光制造厂商整体技术的提升,市场的竞争逐渐转向中高功率光纤激光器,2019年3kW-6kW出货量超过3000台,并有将近800台的6 kW以上高功率光纤激光器投放市场,是2018年的两倍以上。

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2009年第12期中文核心期刊高功率光纤激光器发展概况Survey of high-power fiber lasersZHANG Jing-song(Electronic communications technology department,Shenzhen Institute of Information Technology,Shenzhen Guangdong 518029,China)Abstract :High-power fiber lasers have wide applications in the filed of optical communication,printing,marking,material processing,medicine etc.High-power fiber lasers may substitute conventional lasers large-ly,have new application of laser,broaden the scope of laser industry.The history and recent development of high-power fiber lasers home and aboard are surveyed.The prospect of high-power fiber lasers is discussed.Key words :high-power fiber laser,double-clad fiber,cladding pump张劲松(深圳信息职业技术学院电子通信技术系,广东深圳518029)摘要:高功率光纤激光器以其优越的性能和超值的价格,在光通信、印刷、打标、材料加工、医疗等领域有着广阔的应用,将会很大程度上替代传统激光器,并开辟一些新的激光应用领域,扩大激光产业的规模。

概述国内外高功率光纤激光器的发展历史与现状。

展望了高功率光纤激光器的发展前景。

关键词:大功率光纤激光器;双包层光纤;包层泵浦中图分类号:TN248文献标识码:A文章编号:1002-5561(2009)12-0008-030引言从1960年第一台激光器(美国Maiman 等首先用红宝石晶体获得了激光输出)问世到现在近50年过去了,激光技术确如人们所期,渗入了各行各业:通信、生物技术、医学、印刷、制造、军事、娱乐业等。

在某些领域,它已经成为不可替代的核心技术。

但是激光产业规模还不够大,究其原因,不是人类不需要激光,而是传统激光器不好用:成本高、效率低、故障多。

光纤激光器的出现带来了扩大激光产业规模的希望。

光纤激光器激光光束质量好,电-光转换效率高,输出功率大;所有的半导体器件及光纤组件都可以融接成一体,避免了元件的分立,可靠性得到极大提高。

1国外高功率光纤激光器发展概况光纤激光器的最早有关研究可以追溯到20世纪60年代初期,当时激光器刚刚出现不久,人们对激光器的研究投入了极大热情,积极研制开发各种新型激光器。

1961年,美国光学公司的E.Snitzer 等在光纤激光器领域进行了开创性的工作,他们利用棒状掺钕(Nd 3+)玻璃波导获得了波长1.06μm 的激光。

20世纪70年代,光纤通信的研究开始起步,新兴的光纤通信系统对新型光源的需求极大地刺激了激光器的研究工作。

但由于人们的注意力集中到迅猛发展的半导体激光器技术上,以及光纤激光器自身的一些当时无法克服的困难,光纤激光器的研究逐渐沉寂下来。

尽管如此,仍然取得了一些值得一提的成就。

例如,1973年,J.Stone 等成功地研制出能够在室温下连续工作的掺钕光纤激光器,他们采用的半导体注入型激光器终端泵浦方式对以后实用型光纤激光器的研究具有重要的意义。

20世纪80年代,英国Southampton 大学的S.B.Poole 等用MCVD 法成功地制备了低损耗的掺钕和掺铒光纤,因为掺铒光纤光纤激光器的激射波长恰好位于通信光纤的1.55μm 低损耗窗口,人们开始认识到光纤放大器和光纤激光器在提高传输速率和延长传输距离等方面无疑将给光纤通信带来一场革命。

掺铒光纤放大器(EDFA )得到了迅速的发展并成为一项成熟的应用技术。

但是,光纤通信用的光纤激光器输出功率一般都是毫瓦级,一直以来只局限于光通讯等领域;同时由于巨大的行业差距,几乎无人把它与激光收稿日期:2009-08-31。

作者简介:张劲松(1969-),男,博士,高工,现主要从事光纤激光器、放大器等方面的研究。

⑧加工等联想到一起。

然而,对于大多数的激光应用领域,相比于毫瓦级,我们更需要瓦级的光功率输出。

1988年Snitzer等人提出了双包层的泵浦技术[1],改变了人们对光纤激光器只能产生小功率输出的看法,使得利用光纤激光器产生大功率和高亮度的激光输出成为可能。

初期人们主要研究掺Nd3+包层泵浦光纤激光器,因其为4能级系统,阈值功率低等优点。

1992年Minelly等人报道了输出功率大于1W的Nd掺杂双包层光纤激光器。

1993年,在包层泵浦掺Nd3+光纤激光器实验中,H.Po等得到了输出功率5W、斜率效率51%的激光[2];1995年,H.Zellmer等报道了输出波长为1064nm、功率为9.2W的双包层泵浦的掺Nd3+光纤激光器,斜率效率仅为25%,主要是因为采用了圆形包层泵浦结构导致单模芯层对泵浦光的吸收不够充分[3]。

然而,由于Nd的吸收带非常窄,对泵浦源的波长稳定性和精度要求较高,而Yb则具有相当宽的吸收带,可提供更高的转换效率与输出功率,人们转而重点关注Yb掺杂光纤激光器的研究。

1994年,H.M.Pask等率先在掺Yb石英光纤中实现了包层泵浦[4],采用975nm的泵浦光在波长1040nm 处获得了0.5W的激光输出,斜率效率达到了80%。

l997年,美国宝丽来公司的M.Muendel等报道了l100nm、35.5W的单模输出连续激光的掺Yb双包层光纤激光器[5]。

1998年,Lucent技术公司的Kosinki等报道了一种内包层截面形状为星形的掺Yb双包层光纤激光器,得到了20W的激光输出。

1999年SDL公司的V.Dominic等利用四个45W 的半导体激光器从两端泵浦,研制成功110W的单模连续激光输出掺Yb双包层光纤激光器,光-光转换效率58%[6]。

2000年,IPG公司利用其发明的多光纤侧向耦合技术,率先实现百瓦级光纤激光器的全光纤化,为其商业应用奠定了坚实的基础。

2002年,德国的J.Limpert等报告了双掺杂的双包层光纤激光器的结果。

采用双波长(808nm、975nm)的半导体激光器泵浦45m长的Nd/Yb共掺的双包层光纤,获得150W激光输出。

2003年,德国V.Reichel等、IPG公司、SPI公司分别报道了200W、300W、610W的单模激光输出的掺镱光纤激光器。

2004年,SPI研制成功1.36kW连续光纤激光器[7]。

2005年,IPG公司推出了2kW单模光纤激光器[8]。

2006年,IPG光纤激光器单模输出功率最高可达3kW[9]。

2009年,IPG在美国向客户交付了它的第一个5kW单模光纤激光器。

多模激光输出方面:2002年IPG公司公布了2kW 的掺Yb双包层光纤激光器。

2004年建成10kW掺Yb双包层光纤激光器。

2005年,17kW光纤激光器进入生产线。

目前输出功率已经达到10万瓦级。

2国内高功率光纤激光器发展概况国内关于双包层光纤激光器的研究始于20世纪90年代末。

已有多家单位开展了双包层光纤激光器的研究,如中科院上海光学精密机械研究所、南开大学、中国电子科技集团公司第十一研究所、中国兵器装备研究院、北京光电技术研究所、烽火通信、清华大学、复旦大学等。

1999年,南开大学与电子部46所合作研制出大数值孔径的掺Yb双包层光纤,并在双包层光纤光栅等方面进行了研究。

2000年,上海光机所报道了输出功率为3.84W,斜率效率为55%的掺Yb双包层光纤激光器的实验结果[10];南开大学采用国产半导体激光器分别泵浦电子部46所、俄罗斯研制的双包层光纤,实现了大于200mW的的激光输出[11]。

2001年,复旦大学研究了一种高效率可调谐掺镱双包层光纤激光器[12],最大输出功率为440mW,斜率效率约为80%,输出波长可在1070~1150nm的范围内调谐。

2002年,南开大学报道了全光纤掺Yb双包层光纤激光器,输出功率1.2W。

2003年,上海光机所分别报道了50W、115W的掺钇双包层光纤激光器。

2004年,清华大学报道了双端侧向泵浦掺Yb双包层光纤激光器,实现137W的激光输出;2004年底,上海光机所与烽火通信合作,采用掺镱D形双包层光纤,获得了444W的激光输出,转换效率70%以上。

2005年,北京光电技术研究所研制成功30W单模连续全光纤激光器。

上海光机所研制出实用化20W 光纤激光器。

2006年,清华大学精密仪器系光子与电子学研究中心,采用烽火通信提供的新型掺Yb双包层光纤,当前向与后向泵浦功率共计约1020W时,输出功率达张劲松:高功率光纤激光器发展概况⑨2009年第12期2009年第12期714W ,光一光转换效率达到70%[13]。

中国电子科技集团公司第十一研究所研制的大功率光纤激光器,当泵浦光功率为1550W 时,光纤激光输出功率为1207W ,斜率效率为78.6%[14]。

中国兵器装备研究院采用双端泵浦、高效的偏振耦合等技术研制成功的单根光纤激光器输出功率达到1049W ,光一光转换效率大于60%,电一光转换效率大于30%[15]。

2007年上海光机所单根光纤获得了916W 的激光输出。

3结束语包层泵浦光纤激光器在光纤通信、印刷、打标、材料加工、军事、医疗等领域有着广阔的应用。

例如:对于目前在技术上已经成熟的百瓦量级以下的商用光纤激光器来说,其输出为单横模,可广泛应用于精密激光打标、雕刻、非金属的切割与小型元件的焊接等领域中。

对于采用常规组束技术的上千瓦的高功率光纤激光器,很多特性也优于同等功率水平的CO 2或固体YAG 激光器,可用于金属加工等领域。

在Raman 放大器中有重要应用。

光纤Raman 放大器需要较高的泵浦功率,多年来未能实现其实用化的主要困难就是没有合适的泵浦源,固体激光器如Nd:YAG 、Nd:YLF 等虽然有足够功率,但系统复杂不适用于光通信系统。

包层泵浦光纤激光器可让喇曼光纤放大器获得合适波长的高功率泵浦源,使Er 提供的80nm 带宽可以开发利用,远距离大容量的光通信成为了现实。

包层泵浦光纤激光器由于结构紧凑、价格相对低廉和无气体、染料、溶剂等而特别适用于医学应用。

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