近些年，光纤激光器已经为工业应用领域发展最快的方向，正逐渐抢占传统激光器市场。为此，国内外在光纤激光器开发方面异常活跃。与此同时，各种新型光纤激光器产品也是层出不穷。国内在光纤激光器领域发展迅速，除了在光源及设备领域不断完善，上游合成材料及器件也取得了很多突破，正逐步打破国际技术壁垒。而在高精尖的激光武器方面，以美国为代表正逐渐推进高功率光纤激光器在军事领域的应用。接下来，OFweek激光网编辑将带你回顾2015年度国内外光纤激光器领域所取得的相关进展情况。

　　一、国内篇：

　　1、武汉锐科“4kW全光纤激光器”通过国家工信部项目验收

　　2015年11月16日，武汉锐科承担的科技重大专项“4kW全光纤激光器”课题通过了由工信部组织的项目技术验收。

　　工信部专项办领导及专家组组长北京航空制造工程研究所巩水利教授等一行10人参加了本次验收会议。闫大鹏博士作为课题负责人，与各子课题负责人分别汇报了任务完成及成果应用情况。验收专家组通过对4kW全光纤激光器生产现场和应用示范单位的考察及质询讨论，对课题的完成给予了肯定。专家组认为项目成果达到国际先进水平，关键技术指标超过国内同行业水平，达到了项目课题预期要求，且项目产业化推广成果显著，为国家相关行业发展带来了较大的经济效益和社会效益，一致同意通过该课题的技术验收。

　　4kW全光纤激光器项目的成功验收，标志着锐科在该领域打破了国外垄断，对中国激光产业链激光核心器件的研发及规模的提升有很大的推动作用，同时为相关行业对高功率光纤激光器量产化的需求提供了保障。

　　2、上光所掺镱拉曼光纤放大器获新突破

　　拉曼光纤激光器已经能够达到几百瓦的功率水平。然而在拉曼光纤中，波分复用（WDM）组件通常对泵浦和种子激光进行合束，从而使该组件成为实现更高功率的瓶颈。同样地，用于泵浦1178nm拉曼光纤放大器（倍频至589nm，用于自适应光学望远镜在上层大气中产生钠导星）的1120nm镱（Yb）光纤激光器，也深受放大自发辐射（ASE）和1060nm处寄生激光的影响，严重限制了1120nm光纤激光器的输出。

　　为了解决这些问题，并创建高功率1120nm光纤激光源，中国科学院上海光机所（SIOM）的研究人员已经开发出了一种集成的掺镱拉曼光纤放大器（YRFA）架构，解决了拉曼光纤激光器和/或长波长掺镱光纤激光器的功率提升问题。放大器采用一段掺镱光纤、其后跟随一段拉曼增益光纤的结构，两段光纤均采用双波长激光器作为种子源，以避免寄生激光和对波分复用组件的需求。

　　目前，掺镱光纤激光器可以产生千瓦甚至数十千瓦的衍射极限输出，通常使用主振荡器功率放大器架构。通过利用双波长激光器取代主振荡器，以及在功率放大器的末端增加拉曼光纤段，YRFA实现了完整的架构；研究人员认为实现高于千瓦级的拉曼光纤激光器是可能的。

　　“事实上，我们最近已经获得了波长为1120nm的千瓦级拉曼光纤激光器，”上海光机所的激光技术研究员冯衍说道，“我们提出的激光器结构允许进一步提升拉曼光纤激光器的功率，并且由于拉曼光纤激光器的波长多样性，其几乎具备在1~2μm的任何波长处输出高功率激光的能力。”

　　3、暗孤子光纤激光器重复频率已达280GHz

　　江苏师范大学和新加坡南洋理工大学的研究人员，在长期开展暗脉冲激光理论与实验研究的基础上，提出了一种全新的产生超高重复频率暗孤子的激光运行机制。研究表明，这种新的运行模式通过光纤激光器的腔致调制不稳定性可以提高暗孤子的重复频率，通过控制泵浦功率可以调节激光器的重复频率，目前重复频率已达280GHz，并且有望进一步提升暗孤子的重复频率至太赫兹量级，从而为多个科学领域提供更为有效的研究手段。

　　亮脉冲和连续波（CW）作为激光器的两种基本操作状态已为大家所熟知，暗脉冲作为激光器的第三种基本操作状态从70年代末才被人发现并对其进行研究。当光脉冲在光纤中传播时，由于非线性和色散效应的竞争性共同作用，光脉冲在光纤中传播时可以保持形状不变，人们称这种脉冲为"孤子"。当孤子峰值功率高于背景时，此类孤子称为"亮孤子"；当孤子峰值功率低于背景时，此类孤子称为"暗孤子"。由于光孤子的传播不变特性以及光孤子脉冲的极窄化，孤子通信一直被认为是下一代通信系统的首选对象。孤子可以在光纤激光器中产生，孤子光纤激光器从一诞生就作为孤子通信的理想光源而备受关注。理论和实验研究表明：与亮孤子相比，在有噪声的情况下暗孤子的传输更加稳定，受光纤损耗时其脉冲展宽得更慢。同时，影响亮孤子应用的许多其他因素，如放大器的定时抖动及脉冲内拉曼散射等，对暗孤子的影响也更小。暗孤子对噪音和光纤传输损耗比较不敏感，因此是光通讯的未来之星。

　　江苏师范大学的研究小组在工作波长为1580nm附近的掺铒光纤激光器中利用调制不稳定性与腔的共振效应实现高重复频率的暗脉冲光纤激光输出，同时发现泵浦功率可以有效地调控暗脉冲重复频率。从而大大提升暗孤子的重复频率。该新机制为暗孤子光纤激光器应用于孤子通信奠定了相关的实验基础，并为研究激光器的基本操作状态提供了一种全新的可控光源，在超快光学调控领域有着广泛的应用前景。

　　4、大族激光加快光纤激光器产业化

　　近日，大族激光发布公告称，公司计划以不低于30元/股的价格，向不超过10名特定投资者非公开发行不超过1.75亿股股份，募集资金总额不超过52.28亿元，这些资金用于高功率半导体器件、特种光纤及光纤激光器产业化、工业机器人关键技术研发中心等4个项目。

　　其中，用于高功率半导体器件、特种光纤及光纤激光器产业化项目占本次募集总资金的35%。该项目的实施主体为本公司，用于建设高功率半导体器件、特种光纤及光纤激光器产业化生产线，主要产品包括高功率半导体器件、特种光纤及三大系列光纤激光器（包括小功率光纤激光器、中功率光纤激光器和高功率光纤激光器）产品。其中高功率半导体器件主要作为本项目光纤激光器的原材料，部分对外销售；特种光纤全部作为本项目光纤激光器的原材料，不直接对外销售；三大系列的光纤激光器主要作为原材料用于生产激光加工设备后对外销售。本项目重点在于打造光纤激光器从激光器到激光设备的整条产业链。

　　5、高功率光纤激光器核心光栅打破国际禁运

　　上海光机所偏振无关合束光栅的研制取得突破进展。中科院强激光材料实验室在国内率先研制出偏振无关全介质合束光栅，所研制的50mm×50mm光栅在无偏激光1040nm-1070nm范围内衍射效率达到94%以上，可承受功率达到数千瓦。

　　基于强激光薄膜的工艺基础和光栅设计基础，上海光机所科研人员结合强激光薄膜的制作工艺、灵活的光栅结构设计，巧妙地提高了光栅制作各环节的制作容差，实现了我国偏振无关全介质合束光栅研制的突破。

　　高功率光纤激光器合成技术已成为国际上的研究热点，其中非相干光谱合成是近期发展迅猛的合成方式，其核心元器件即为偏振无关全介质合束光栅，全世界唯有供给美国Lockheed Martin公司的利弗莫尔实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）及先进薄膜中心（Advanced Thin Films）合作研制成功的全介质百层超低损耗的全介质合束光栅（引自：2014 R&D 100 Awards in America，“The Power of Combined Laser Light”）的应用报道，且对我国禁运。