光纤激光器内部结构_光纤激光器发展前景

光纤激光器内部结构

全光纤激光器的典型光路结构和光纤功率合成技术

图1A是一种典型的单端泵浦连续单模大功率全光纤激光器的光路示意图。单端泵浦结构简单，但有源区增益呈指数衰减，分布极不均匀，适合功率不是非常高的情况。

图1B为典型的双向泵浦连续单模大功率全光纤激光器的示意图。双向泵浦结构相对复杂，但有源区增益分布均匀性得到改善，可实现更高功率输出。

目前全光纤激光器单模连续输出功率已经达到2000W。

图2为采用光纤功率合成技术制作多模光纤激光器的光路示意图，采用这种技术，可将多个单模连续光纤激光器的输出功率合成起来，获得数万瓦或更高的光功率输出并且光束质量良好。

人们正在发展的相干合成技术，有望采用这种方式实现光纤激光器的相干合成，实现光纤激 光器万瓦量级的单模连续输出。

光纤激光器发展前景

光纤激光器是近年来发展起来的一种新型激光器件，也是目前国内外光电信息领域研究的热点技术之一。因在光学模式、使用寿命等方面的优点，光纤激光器已成为新一代固体激光器的代表，在国内外得到了广泛研究和迅速发展，有着广阔的发展前景。

光纤激光器以光纤作为波导介质，耦合效率高，易形成高功率密度，散热效果好，无需庞大的制冷系统具有高转换效率、低阈值、光束质量好和窄线宽等优点。光纤激光器通过掺杂不同的稀土离子可实现380—3 900 nm波段范同的激光输出，通过光纤光栅谐振腔的调节可实现波长选择且可调谐。

与传统的固体激光器相比，光纤激光器体积小，寿命长，易于系统集成，在高温高压，高震动，高冲击的恶劣环境中皆可正常运转，其输出光谱具有更高的可调谐性和选择性医疗及生物市场的强劲需求驱动了飞秒（超快）激光技术在分析仪器应用方面的快速发展。

光纤激光器的很大一部分应用可以走到超快激光。而且光纤激光器的生产厂商也着重从尺寸小巧方面推荐光纤的应用。

光纤激光器行业发展趋势

光纤激光器因其高效率及低维护运营成本等优势逐渐受到激光系统集成商的青睐，已经或正在许多应用领域替代CO2 激光器和其他固体激光器，对激光器市场产生了革命性的改变，推动全球激光市场的不断发展。随着光纤激光器在工业加工领域的应用范围不断扩展，未来几年内，光纤激光器行业将会出现五大发展趋势：

（1）向更高功率方向发展在船舶、航天等高新技术领域需求和增材制造技术广泛应用的推动下，更高输出功率成为光纤激光器发展的主要研究内容之一，光纤激光器的输出功率将从百瓦级、千瓦级向万瓦级发展。预计通过采用更高功率的泵浦源、更先进的特种光纤设计和高功率光纤合束技术，光纤激光器输出功率将达到数万瓦级。配置千瓦至数万瓦的大功率光纤激光器的工业装备将会成为高端制造业的主流设备。

（2）向高平均功率、高峰值功率的脉冲光纤激光器发展在激光的许多应用中，例如激光深雕、激光清洗等需要高平均功率、高峰值功率的脉冲光纤激光器，将高光束质量、小功率的激光器作为种子光源，双包层光纤作为放大器，容易获得高平均功率、高脉冲能量的脉冲激光输出，是目前行业研究的热点和难点。

（3）向超短脉冲光纤激光器方向发展在激光精细加工领域，例如脆性材料打孔、蓝宝石玻璃切割等，需要超快超短脉冲光纤激光器。目前，中高功率的超快超短脉冲光纤激光器是研发的热点。

（4）向更高亮度方向发展高光束质量的高功率光纤激光器在科研和军事领域需求旺盛，主要用户为科研机构、高等院校和政府部门。目前，国外发达国家把高光束质量的大功率光纤激光器作为战术激光武器的首选光源，军事等特殊需求将促使光纤激光器在向更高功率发展的同时向更高亮度方向发展，即在提升输出功率同时保持光纤激光器输出光束质量。

（5）向模块化、智能化方向发展为了适应市场上对于激光器多种需求，光纤激光器将逐渐走向系列化、组合化、标准化和通用化。利用有限的规格和品种，通过组合和搭配不同模块，缩短新产品开发周期，提高产品的稳定性和可靠性。同时，通过采用先进的通信技术和设计理念，实现光纤激光器的远程诊断、远程维修、远程控制以及数据统计，通过对光纤激光器运行状态的实时监控，提前发现和处理产品潜在的故障，从而为客户提供更好的产品服务。

责任编辑：YYX