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高功率光纤激光器技术回顾及应用解析

2013-10-30 11:37
Hsiao Chen
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  在工业领域应用较多的是掺Yb 离子高功率光纤激光器, 工作波长在1 060~ 1 100 nm, 有着非常高的斜率效率和输出功率, 它以结构紧凑、效率高、寿命长、价格相对低廉等众多优势向传统的CO2 激光器和NdBYAG 激光器提出了挑战。

  3 医疗领域

  目前, 光纤激光器用作止血和手术刀已出现在许多内外科手术中, 并逐渐被广大医学工作者所认同。早期用于临床的激光器大多是氩离子激光器、CO2激光器和YAG 激光器, 但它们通常具有相当大的体积, 光束质量不高, 且需要庞大的水冷系统和安装后的伺服, 而这些又恰是光纤激光器所能弥补的。高功率光纤激光器的引进, 使组织脱落和光致凝结手术的时间大大缩短。

  在眼科手术中, 掺Tm 离子CW 高功率光纤激光器能使角膜成形手术成功率更高, 同时还可以治疗远视、近视等眼科疾病。在心血管手术中, 利用光纤的柔韧性和光纤激光器光束质量好, 可以使光纤进入人体内排除肿瘤和各种淤积物。另外, 在整形美容手术中, 高功率光纤激光器也发挥了相当大的作用, 高功率2 Lm 波长的激光在治疗皮肤癌和去纹身方面已取得了良好效果。功率超过几瓦的掺铥光纤激光器则在显微外科手术中扮演了十分重要的角色, 它能为外科手术提供较大的高能辐射。利用倍频晶体和喇曼频移等波长变换技术, 可以由光纤激光器得到从紫外到中红外波段的大功率激光, 满足不同医学应用领域的要求。

  4 军事领域

  高功率、高质量激光武器一直是军事领域防御和进攻武器所研究的重点, 高功率光纤激光器以其高亮度、小照射面积、体积小等优点越来越受到重视。高功率光纤激光器, 作为武器它的输出能量高度集中, 光功率密度可达到MW/ cm2, 足以摧毁任何坚固的目标。它以30 @10^5 km/ s 的速度在空中传播, 瞄准目标时不需计算提前量, 且射击时后坐力很小, 可随意变换射击方向, 精确打击目标的要害部位。目前, 美国、日本等国的科学家都在致力于千瓦级的激光武器的研制工作。

  另外, 在定位、测距、遥感、跟踪制导和模拟打靶等工作中光纤激光器作为一种有效的工具也备受青睐。在激光测距系统中, 光纤喇曼激光器频移波长1. 54 Lm 的激光, 在测距仪发射后进入人眼视网膜以前被人眼的液体部位吸收和耗散掉了, 实现了对人眼安全。这类激光测距仪在军用上为步兵和炮兵前沿侦察、对空防御和坦克火控提供人眼安全及较高效的激光测距仪器。

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