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激光行业一周热点观察:重点突破光纤激光器技术

  【涅磐重生】中国技术打破禁运用于激光武器

  近几年,美国、德国、特别是日本都在加大力量发展全固态紫外激光器,特别是中大功率全固态紫外激光器的开发应用。由于1064nm或532nm波长激光对材料的加工主要是产生气化或熔融等热作用,所以加工出的产品往往很难达到精细、光滑,甚至有些材料(如陶瓷、硅片等)在加工时会引起碎裂,因此,全固态紫外激光器在激光微加工、激光精密加工有着广泛推广应用的趋势。目前国外工业发达国家,全固态紫外激光器已开始成为工业用标准激光器。据文献报道:日本M.Nishioka公司已研发出40W的266nm全固态紫外激光器;三菱公司也在市场上推出了18W 355nm 25kHz全固态紫外激光器产品;另外相干公司的AVIV系列激光器已做到在266nm,30kHz时,平均功率大于3W,在355nm,40kHz时,平均功率大于10W;光谱物理公司的YHP-series系列激光器也达到在266nm,20kHz时,平均功率大于1.5W,在355nm,20kHz时,平均功率大于3.5W;Lightwave electronics公司所推出的 Q301-SM激光器也达到了在355nm,10kHz时,平均功率大于10W的技术指标。总体来说,国外全固态紫外激光器技术及应用设备已趋向成熟,但价格昂贵。

  高功率半导体激光列阵单光纤耦合模块可直接作为光源广泛应用于激光医疗、信息产业、激光加工、国防工业、激光武器和战术装备等领域。作为泵浦光源将是泵浦全固态激光器的核心器件,是一种高光-光转换效率(大于30%)的高功率泵浦全固态激光器的商用半导体激光光源模块,是替代灯泵浦激光器的理想产品。目前,国外半导体激光器单根光纤耦合模块的最高研究水平是耦合进入1个芯径400μm,输出功率200W。耦合进入1根800μm的光纤,输出功率700W;耦合进入1根1.5mm的光纤,输出功率超过2000W。国外出售的单光纤耦合模块产品水平如:Apollo公司产品为光纤芯径100~600μm、光纤输出功率15~100W;LIMO 公司产品为光纤芯径200~600μm、光纤输出功率10~50W。

  “十一五”之前,我国所有的高功率全固态激光器全部依赖进口,不仅价格昂贵,而且受到各种限制,阻碍了我国先进制造业的发展。国家“八五”计划期间,863计划开始着力支持我国全固态激光器的发展。全固态激光器的发展方向大体为:输出功率为微/小/中型的器件将沿着多样化、智能化、产业化方向发展,大功率器件将向高平均功率/高光束质量发展,而战略性应用的高能全固态激光器将得到特别加强从而开发出更多新技术,如目前正待发展的热容运转技术和功率合成技术。

  目前,国内大功率全固态激光器研究水平最高的代表为中科院物理所,已研制出大功率全固态激光、全固态宽调谐飞秒激光器、深紫外至中红外全固态激光器。并用自行研制的全固态高功率红、绿、蓝三基色激光器为光源,于2002年在国内首次实现全固态激光全色显示,2003年实现60前投和背投原理性演示样机,2005年成功研制出60激光家庭影院、84及140大屏幕激光显示样机。先后参加了863“十五”重大成果展、科技创新展和上海国际工业博览会,获得博览会的科技创新奖。而我国对全固态紫外激光技术及应用系统的研究尚处在起步阶段。

  详细阅读:固体激光器“涅磐重生”:中国技术打破禁运用于激光武器

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