千瓦级光纤激光时代来临中国是否做好准备

2012-08-25 01:00

　　但是该种激光器的单模纤芯直径只有9um，而且只能采用端泵，无法承受太高的功率密度；另外，单模纤芯对LD 的模式提出了严格的要求，只有单模光才可以耦合进纤芯进行有效泵浦，可惜大功率单模LD 至今无法实现；最后，强泵浦光耦合在很细的纤芯里会出现严重的非线性效应，从而改变会改变光学性能和降低转换效率。由于该种激光器受到功率的影响，一直以来只局限于光通讯领域；同时由于巨大的行业差距，几乎无人曾敢把它与激光加工联想到一块。所以，大功率输出是光纤激光器发展的最大瓶颈，几乎所有的研究工作都在围绕这个问题展开。

　　尽管中国绝大部分人士是在2002 年以后才意识到高功率光纤激光器，可是俄罗斯至少潜心苦研了20 年后有了IPG 公司，英国也至少研究了30 年也有了SPI。他们在冷战时代都肩负着重要的国防使命，得到了国家的鼎立支持并一直是军事领域的绝密。

　　高功率光纤激光器

　　下图是来自俄罗斯技术的 IPG 公司的高功率光纤激光器的原理图，按激光器三大组成部分浅析如下：

图2 IPG光纤激光器原理图

　　工作物质-----双包层特种光纤：

　　1、单模纤芯由掺镱离子等元素的石英材料构成，作为激光振荡通道；而内包层则由横向尺寸和数值孔径比纤芯大的多、折射率比纤芯小的纯石英材料构成，它是接受多模LD 泵浦光的多模光纤；正是因为掺杂激活纤芯和接受多模泵浦光的多模内包层分开，才得以实现了多模光泵浦而单模光输出的可能，从而无形化解了激光功率和光束质量这一矛盾。

　　2、整个双包层光纤采用D 型等结构，旋光效应小，吸收充分，光光转换80%以上。