1kW单模全光纤激光器实验研究

研究了高功率下光纤激光器实现单模激光输出的模式控制方式,分析了输出功率1kW的连续全光纤激光器的实现方法。采用一级振荡、一级放大的主振荡功率放大方式,实现了工作波长1.08μm,最大输出功率1.05 kW的全光纤连续激光输出,光-光转换效率77%,光束质量Mx2=1.43、My2=1.42。分析了光束质量变差的原因,认为在高功率下光纤弯曲导致原先在纤芯中传输的激光部分被泄露到包层中,在包层中传输激光使光束质量变差。针对某些特殊用途,对中心波长的稳定度进行了研究,经测量发现随着输出功率的增大,中心波长无明显变化。     

科技简讯

1.锁相二极管激光器阵列光束能量汇集德国斯图加特大学和空间宇航中心的研究人员合作成功地进行了将19个低功率单横模二极管激光器共同锁相的实验.二极管激光器阵列中的激光器用一个主二极管激光器锁相在入,阵列激光器的输出光束耦合入分立的保偏光纤,每条光纤都具有压电陶瓷相位调制器.对所有光纤输出光束进行准直,并构成6角形阵列光束.从组合光束分出一小部分光与主激光器发出的光干涉以提供相位反馈信息.每个激光器必须在相位控制环路的控制之下.     

新产品

二极管激光器系统德国Uniqum .o .d .e .e股份公司生产的UM 780 0 / 1 0 0 / 2 0系列高能二极管激光器系统的功率为 7 8W ,波长为 80 8m。这种二极管激光器适用泵浦钕固体激光器、纳米材料加工、塑料焊接以及医用激光治疗仪。采用已获得专利权的微光学技术可以使激光二极管发射的非对称光束变成对称光束。该激光系统可制成小型密封包装结构。其特点是系统内置热电制冷器 ,采用SMA90 5连接器 ,工作温度为 2 5℃。 (No.2 6)二极管激光器德国Limo有限责任公司生产的HLU1 0 0F40 0 80 8光纤耦合二极管激光器采用40 0 μm光纤传光 ,功率为…     

全国产化单纤高功率光纤激光器的研究

报道了采用国产双包层掺镱光纤搭建的高功率光纤激光器。此光纤激光器采用中国电子科技集团公司第四十六研究所最新研制的20/400双包层掺镱光纤,激光器采用谐振腔振荡方式输出,激光器中心波长为1080 nm,最高输出激光功率为758 W,输出光斑直径6~8 mm,接近准单模输出,光束β因子为1.3。电光转换效率36.7%,光-光转换效率71%,经过32 h的满功率激光输出,平均输出功率波动范围小于2%。     

HPL05：先进高功率激光器

HPL0 5:“先进高功率激光器”是高功率激光器的最高级会议。目前 ,世界各国已把高功率激光器广泛用于产业和医疗等领域 ,从这看来 ,这次会议开得很及时。本次会议收到的论文按不同的类别示于表 1 ,共 1 2 5篇。表 1会议接受的论文主题分类数目主　　题论文数高功率二极管激光器 1 0二极管条与列阵 1 1(续　表 )主　　题论文数二极管激光抽运固体激光器 1 1光纤激光器 7光束质量与传播 9闪光灯抽运固体激光器 9自由电子激光器 6强激光 4准分子激光器 /灯 1 1频率转换 1 3高功率气体激光器 2 2光涂层 /元件 1 2总计 1 2 5图 1　每个波长可以…     

1 kW全光纤激光器实验研究

研究了输出功率1 kW的连续全光纤激光器的实现方法。采用双端泵浦单谐振腔方式,通过优化增益光纤及光纤光栅参数,实现了工作波长1.08μm,最大输出功率1.03 kW的全光纤连续激光输出,光-光转换效率74.6%,斜效率75%。输出功率为272 W时光束质量M2x=1.39,M2y=1.43。分析了光束质量变差的原因,认为在高功率下光纤光栅、合束器及熔点导致原先在纤芯中传输的激光部分被泄露到包层中,在包层中传输的激光使光束质量变差。提出了进一步改进的方法。     

一种采用二极管泵浦单掺Tm晶体的2μm脉冲激光器

针对二极管泵浦TmHo双掺晶体激光器的缺点,采用单掺Tm:YAP激光晶体,研制成功输出波长1.99μm,脉冲频率10kHz的室温固体脉冲激光器.在35W输入功率时,达到31%的光一光转换效率,并对影响激光器输出结果的因素进行了讨论.     

光束质量超过全固态激光器的千瓦直接半导体激光器

介绍了采用多波长耦合和偏振耦合的方式实现千瓦级高功率半导体激光输出的方法.通过光束整形的方法,实现了快慢轴光束参数积对称化,激光器输出激光光束质量小于12 mm·mrad,超过了全固态激光器的光束质量;激光器光-光转换效率达到87.5%.并通过智能化控制,实现了不同波长、不同功率、不同脉冲宽度的激光输出.     

光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响

通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究.搭建了百瓦级全光纤激光器.最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出.光束质量M2=1.13.光-光转换效率为69%.理论分析并计算了20/400 m大模场面积双包层光纤中的两种导波模式LP01模和LP11模沿光纤径向的功率分布和弯曲损耗;利用光纤弯曲选模方法,实验上探究了光纤弯曲半径对输出激光模式及光束质量的影响.实验发现,通过光纤弯曲方式可以有效地消除高阶模式,再经过包层光剥除可以获得更好的光束质量M2=1.06.     

可调谐单纵模多波长光纤激光器的研究

为了实现对台阶高度和绝对距离等物理量的高精度干涉测量,采用在一个光纤激光器中构建多个激光谐振腔的方法,构建了能同时发出多波长激光的光纤激光器。每个激光谐振腔都利用掺铒光纤作为增益介质,利用光纤光栅作为波长选择元件,改变光纤光栅的布喇格波长,即可改变对应谐振腔的激光波长。各个激光谐振腔独立但部分重叠,在重叠区域利用光纤耦合器构成复合子腔,使每个激光谐振腔都是复合激光谐振腔,从而使每个激光谐振腔都发出单纵模激光。结果表明,该光纤激光器能同时发出功率和频率都稳定的多波长激光,且每个波长都是单纵模激光;在4h内,每个波长的波长稳定性优于0.01nm。该设计对可调谐单纵模多波长光纤激光器的研究是有帮助的。     

高效率高功率全固态紫外激光器

报道了采用大功率国产光纤束模块端面抽运Nd∶YVO4激光晶体的腔外三倍频紫外激光器,用声光调Q技术实现了高功率高光束质量基频光输出。采用LBOⅠ类相位匹配和LBOⅡ类相位匹配的腔外倍频方法,并利用凹面反射镜的方式进行聚焦,避免了1064nm和532nm激光聚焦时由于波长的不同而产生的色差效应,有效地提高了三倍频的倍频效率。最终在注入抽运光功率为23.3W,声光调Q激光器的调制频率为20kHz的工作条件下,基频光输出功率为7.28W时,得到紫外激光输出功率为1.86W,1064nm基频光到355nm紫外激光的光-光转换效率为25.5%,此外,对紫外激光光束质量的测试表明,该紫外激光器具有高功率输出的同时仍有很好的光束质量。     

光纤激光器的应用

作为第三代激光技术的光纤激光器由于采用了双包层分叉光纤和高功率的多模半导体二极管，输出功率已经实现10000W，应用范围已突破狭窄的光纤通讯网络，在激光加工、激光医疗等行业得以日益广泛的应用。光纤激光器具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、完全免维护、高稳定性以及体积小等优点，将对传统的激光行业产生巨大而积极的影响，从而改写光应用的历史篇章。     

二极管激光横向泵浦的棒状激光器

二极管激光横向泵浦的棒状激光器１前言高输出功率固体激光器是工业材料加工诱人的光源。与ＣＯ２激光相比，固体激光的波长通常短一个数量级，可使光束的聚焦性更好，并对各种材料都具有较大的吸收系数。另外，固体激光的辐射可通过柔性光波导传输，因而在三维材料加工时...     

专利

美国波音公司的 P.J.De Groat等人发明一种用于光雷达的连续条纹对比仪,此仪器由两台激光器组成,两台激光器的波长都与中心波长分开相等的量,但是方向相反.一个光束合成器件接收两束激光光束并输出被合成的组合光束.当光被目标散射并与部分组合光束干涉形成干涉光束,实现干涉光束的相位调制,也就在中心频率两侧相反方向得到线性调谐的两束激光.输出的干相信号与条纹对比度成正比.(美国专利号:5371587)     

高重频风冷声光调Q光纤激光器实验研究

为了实现功率稳定的风冷高重频脉冲光纤激光器,采用主振荡功率放大结构,对声光调Q的全光纤激光器进行了研究.振荡级采用声光调Q方案,以光纤光栅对为激光器腔镜,915nm激光二极管连续抽运,得到了中心波长1064nm、重复频率10kHz到130kHz可调的激光脉冲输出.采用两级大模场双包层光纤放大,实现了平均功率101W、脉冲宽度328.1ns、3dB光谱宽度0.6nm的激光输出.第二放大级光光转换效率69%,激光器总光光转换效率达62.7%.分析了声光调Q产生的宽种子光脉冲经放大后发生波形畸变的原因.结果表明,采用915nm抽运波长提高了激光器输出激光功率稳定性,在风冷的情况下输出功率长期稳定性优于2%.     

5kW Nd:YAG端面抽运板条激光器及其光束质量提升

理论分析了影响二极管端面抽运Nd:YAG板条激光放大器放大效率的因素,设计了主振荡功率放大板条连续激光器。使用1064nm窄线宽光纤激光器作为种子源,采用两个Nd:YAG板条激光放大器先串接再双程放大的技术路线。两个Nd:YAG板条激光放大器的尺寸结构完全相同,Nd:YAG板条的尺寸均为150.2 mm×2.5mm×30mm,每个板条都是半导体激光器阵列双端抽运。放大器抽运源总功率为21.6kW时,实现了5.4kW连续激光的输出,光-光转换效率为24.8%,光束质量β为3.5。在输出光路位置使用狭缝空间滤波器,光束质量β可以提升到2.5。     

基于受激布里渊散射效应的4.5W全光纤窄线宽双波长激光器

制作了一个基于受激布里渊散射效应的全光纤结构窄线宽双波长激光器,其波长间隔为0.06 nm,输出功率为4.5 W,光-光转换效率为50%。对它的光谱特性、功率输出特性和相干性与单波长窄线宽光纤激光器进行对比研究表明,该双波长光纤激光器具有和单波长光纤激光器类似的功率输出特性,窄线宽双波长光纤激光器同样具有较好的相干性。在最大功率输出时,远场干涉条纹对比度达到80%。该窄线宽双波长光纤激光器可用于光束相干合成。     

两种不同类型独立激光器的拍频实验

利用一个中心波长范围1052.82～1053.12 nm的可调谐半导体激光器和一个波长范围为1053.10～1053.20 nm的窄线宽光纤激光器进行拍频实验.介绍了拍频信号探测的基本原理,设计了实验光路,经过宽频放大器进行信号放大后,采用高频示波器观察到周期10 ns,信号振幅4 mV左右的稳定拍频信号,实现了两种不同类型独立激光器输出光束的拍频测量.利用分光棱镜和F-P腔扫描干涉仪设计了一个两激光光束频率实时对准装置,可以在拍频测量的同时进行激光频率相对漂移的监控,解决了快速频率对准问题.并针对激光器自身频率稳定性较低的情况,提出了采用计算机自动控制实现自动频率对准与频率跟踪的方案.     

光纤耦合二极管激光模块

德国Dilas公司的COMPACT二极管激光器系列又新增了200W／200μm光纤耦合二极管激光模块。COMPACT系列二极管激光器是采用传导冷却的光纤耦合二极管激光器。200W／200μm光纤耦合二极管激光模块的输出波长为793—976nm,主要用于光纤激光器的泵浦。     

2 kW抗反射振荡-放大一体化光纤激光器

提出了一种新结构全光纤激光器。采用振荡-放大一体化结构,有效抑制了反射激光对光纤激光器稳定性的影响,实现了高效率、高功率和高光束质量的输出。实验搭建了光纤激光器系统,实现了大于2kW的输出,抽运光和输出光之间的转换效率为81.6%,光束质量M~2因子优于1.4。采用高反射金属材料验证了该激光器的抗反射性能,激光器在满功率输出下,能够长时间稳定工作。