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解读我国高功率光纤激光器获突破的军事意义

  OFweek激光网讯——高能激光武器一直是世界各国竞相发展的技术,自第一台激光器诞生以来,美国就开始着手研发军事用途的激光武器。美国在战术高能激光武器,尤其是在舰载高能激光武器领域,研究成果相当丰硕,在多项关键技术方面取得了突破。

  其中海军比较重视的两类激光器是光纤激光器自由电子激光器。尤其是光纤激光器,被认为中短期可以实现实用化。

  近日,国防科技大学光电科学与工程学院某课题组突破了光纤后处理、光纤盘整体冷却、宽波段光纤色散特性测量和光纤模式控制技术等具有自主知识产权的核心关键技术,研制出“高平均功率近红外全光纤超连续谱光源”,平均功率超过了国际同类研究的3.6倍,入选“2012年中国光学重要成果”。自此我国在高功率、大功率光纤激光器领域又取得显著进展。

  光纤激光器具有优异的光束质量及工作效率,不仅仅在工业上取得广泛应用。大功率光纤激光器在军事上同样有着相当大的应用,这在美国海军对光纤激光器的重点开发上就可以看出。接下来简单介绍大功率光纤激光器的军事应用:

  1 大功率光纤激光器简介

  光纤激光器与传统类型的激光器相比,具有结构灵活、不需要精密的光学校准系统、结构紧凑、制冷简单以及调谐手段灵活等诸多优点。自1963年发明以来,光纤激光器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。2O世纪8O年代末,双包层光纤和包层泵浦技术的广泛应用,使大功率的光纤激光器的制作成为现实,并迅速拓展到军事领域中。目前,十千瓦级的光纤激光器已在新一代高能激光武器试验中取得成功,百千瓦级光纤激光器的研制也取得突破,展现了大功率光纤激光器在军事领域的巨大应用前景。

  2 光纤激光器的组成及技术原理

  所谓光纤激光器就是利用稀土掺杂光纤作为增益介质的激光器,它的发展历史几乎和激光器技术一样长。1966午,高锟和Hockhham 首先讨论了利用光纤作为通讯介质的可能性,此后光纤在通信领域得到较快发展,而由于光通信的迅猛发展,光纤制造工艺与半导体激光器生产技术也趋于成熟,这为光纤激光器的拓展奠定了基础。20世纪80年代英国Southhampton大学的s.B.Poole等用MCVD法制成了低损耗的掺铒光纤,为光纤激光器的发展带来了新的前景。

  2.1 光纤激光器

  与传统的激光器一样,光纤激光器也是由泵浦源、增益介质和光学谐振腔三部分构成,如图1所示。

光纤激光器结构示意图

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