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激光配件光纤激光器特种光纤发展近况及建议

自从激光配件光纤激光器面世后,高功率激光配件光纤激光器变成激光范畴为活跃的研讨方向之一。跟着新式泵浦技能的选用和大功率半导体激光器制造工业的进一步开展老练,激光配件光纤激光器得到了飞速开展。与传统的固体激光器比较,高功率激光配件光纤激光器具有构造简略、阈值低、散热功能好、转换效率高、光束质量好等长处。其间特种光纤技能、包层泵浦技能、光纤光栅技能、半导体泵浦激光器技能以及激光配件光纤激光器整机技能被认为是激光配件光纤激光器的五大中心关键技能。接下来咱们简略谈谈特种光纤技能方面的相关发展。
全激光配件光纤激光器需要运用双包层有源光纤、双包层光敏光纤、能量传输光纤等多种特种光纤,跟着输出功率的不断提高,对特种光纤的技能需要也越来越高,因而,特种光纤的开展将在激光配件光纤激光器的开展中扮演首要的人物。以光子晶体光纤为代表的新一代特种光纤会在激光配件光纤激光器的开展中逐步得到使用。特种光纤的开展,将使有源光纤的增益更高、接受的功率密度更大、对泵浦光的吸收更有用;将使光栅的制造更容易、光栅的安稳性非常好、使光栅在激光配件光纤激光器中的用处更广泛;将使能量传输光纤可以传输更高的功率,可以将高功率激光传送更远的间隔,可以传输的波长规模不断拓展;将使泵浦耦合愈加容易完成,能接受的泵浦功率更高,损耗更小。据了解当前国内特种光纤多数依托进口,从而在很大程度上制约了国内激光配件光纤激光器工业的开展。
当前,国内激光设备制造商选用的能量光纤首要依托进口,首要原因有四个:一是国内的能量光纤的激光损害阈值较低;二是光纤的光透过率较国外低;三是国内机械加工精度不行,不可以满意医疗激光即插即用的需要;四是光纤端面处理技能较为落后。跟着能量光电子工业的飞速开展和不断强大,该职业对能量传输光纤及其套件的需要会越来越大。这些年,国内公司在特种光纤范畴也进行了相关尝试,期望借此打破上游中心器材的依托。
上光所研发出13.8W全固态光子晶体光纤
具有高损害阈值和非线性阈值以及杰出散热能力的大模场光子晶体光纤(PCF)一直是国内外研讨的要点。上海光机所在国际上初次提出了稀土离子掺杂的软玻璃全固态光纤概念。该计划使用低折射率的玻璃替代了空气孔,避免了空气孔的存在带来的缺陷,使得全激光配件光纤激光器变成可能,一起软玻璃的运用也显着的提高了光纤的泵浦吸收率和非线性阈值。上海光机所使用自行制备的6wt%镱掺杂的高质量磷酸盐玻璃,使用管棒法和堆积法相联系的办法,初次成功制备了纤芯直径为17微米的单模输出、保偏的磷酸盐全固态光子晶体光纤,在~40cm的光纤中完成了13.8W的激光输出,一起经过改变光纤对称性,完成了该种光纤的保偏功能,保偏度达80%,研讨结果宣布在ScientificReports[ScientificReports,5,8490,2015]。
由于石英光纤物化功能安稳、传输损耗低、软化点高级特色,当前的大模场光纤的研讨要点首要会集在石英光纤。但是,石英光纤其稀土溶解度低,非线性阈值低,使得其泵浦吸收率很低,一起在高功率输出时非线性效应显着,严重影响激光配件光纤激光器功率的进一步输出。当前大多数的石英PCF中的构成光子晶体排布的低折射率棒由空气构成,这不光使得该种光纤制备和保留杂乱,本钱高,又由于空气的导热性差,使得该种光纤在高功率时发生形式不稳的表象,影响其光束质量的安稳性。一起,空气孔的存在使得其很难与包括泵浦源在内的传统的尾纤输出的设备熔接,致使全激光配件光纤激光器无法完成。上海光机所研发的全固态光子晶体光纤提出了一种新构造的大模场光纤,成功处理了多空光纤难焊接、散热差、难完成全激光配件光纤激光器等缺陷。
虽然国内在上游光纤光缆范畴规划较早,我国也是全球首要的光纤光缆生产地,但是在激光范畴使用的特种光纤却发展较慢,远不及国外水平。关于国内激光配件光纤激光器公司来说,向上游延伸已经是不可避免的现实,这就需要激光器材公司和上游合作愈加严密,完成优势互补,力争打破上游中心器材的制约。

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