光纤激光器发展,为何如此被看好

 公司新闻     |      2019-03-15 17:05
  对于光纤激光器,大家了解多少?大家知道这光纤激光器是从什么时候发明出来的吗?发明光纤激光器是为了什么?发展至今光纤激光器又有什么改进!今天我们就一起来看一下!
 
  下面小编就给大家介绍一下光纤激光器发展,相关内容是什么?
 
  光纤激光器发展:
 
  早期对激光器的研制主要集中在研究短脉冲的输出和可调谐波长范围的扩展方面。今天,密集波分复用(DWDM)和光时分复用技术的飞速发展及日益进步加速和刺激着多波长光纤激光器技术、超连续光纤激光器等的进步。同时,多波长光纤激光器和超连续光纤激光器的出现,则为低成本地实现Tb/s的DWDM或OTDM传输提供理想的解决方案。就其实现的技术途径来看,采用EDFA放大的自发辐射、飞秒脉冲技术、超发光三极管等技术均见报道。
 
光纤激光器
 
  国内外对于光纤激光器的研究方向和热点主要集中在高功率光纤激光器、高功率光子晶体光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器、多波长光纤激光器、非线性效应光纤激光器和超短脉冲光纤激光器等几个方面。
 
  1962年世界上个GaAs半导体激光器问世以来,已有五十余年的历史,半导体激光器已广泛地应用于激光通信、光盘存储、激光检测等领域。
 
  随着半导体激光器连续输出功率的日益提高,其应用范围也不断扩大,其中大功率半导体激光器泵浦的固体激光器(DPSSL)是它的应用领域之一。这一技术综合了半导体激光器与固体激光器的优点,不仅将半导体激光器的波长转换为固体激光器的波长,而且伴随光束质量的改善和光谱线宽的压缩,以及实现脉冲输出等。半导体激光器体积小、重量轻,直接电子注入具有很高的量子效率,可以通过调整组份和控制温度得到不同的波长与固体激光材料的吸收波长相匹配,但它本身的光束质量较差,且两个方向不对称,横模特性也不尽理想。而固体激光器的输出光束质量较高,有很高的时间和空间相干性,光谱线宽与光束发散角比半导体激光小几个量级。对于DPSSL,是吸收波长短的高能量光子,转化为波长较长的低能量光子,这样总有一部分能量以无辐射跃迁的方式转换为热。这部分热能量将如何从块状激光介质中散发、排除成为半导体泵浦固体激光器的关键技术。为此,人们开始探索增大散热面积的方法。
 
  方法之一就是将激光介质做成细长的光纤形状。
 
  所谓光纤激光器就是用光纤作激光介质的激光器,1964年世界上代玻璃激光器就是光纤激光器。由于光纤的纤芯很细,一般的泵浦源(例如气体放电灯)很难聚焦到芯部。所以在以后的二十余年中光纤激光器没有得到很好的发展。随着半导体激光器泵浦技术的发展,以及光纤通信蓬勃发展的需要,1987年英国南安普顿大学及美国贝尔实验室实验证明了掺铒光纤放大器(EDFA)的可行性。它采用半导体激光光泵掺铒单模光纤对光信号实现放大,这种EDFA已经成为光纤通信中不可缺少的重要器件。由于要将半导体激光泵浦入单模光纤的纤芯(一般直径小于10um),要求半导体激光也必须为单模的,这使得单模EDFA难以实现高功率,报道的功率也就几百毫瓦。
 
光纤激光器
 
  为了提高功率,1988年左右有人提出光泵由包层进入。初期的设计是圆形的内包层,但由于圆形内包层的对称性,使得泵浦吸收效率不高,直到九十年代初矩形内包层的出现,使激光转换效率提高到50%,输出功率达到5瓦。1999年用四个45瓦的半导体激光器从两端泵浦,获得了110瓦的单模连续激光输出。近两年,随着高功率半导体激光器泵浦技术和双包层光纤制作工艺的发展,光纤激光器的输出功率逐步提高,采用单根光纤,已经实现了1000瓦的激光输出。
 
  随着光纤通信系统的广泛应用和发展,超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。其中,以光纤 作基质的光纤激光器,在降低阈值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面,已明显取得进步,是光通信领域的新兴技术,它可以用于现有的通信系统,使之支 持更高的传输速度,是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。光纤激光器技术是研究的热点技术之一。
 
  光纤激光器由于其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,对传统的激光行业产生巨大而积极的影响。 市场调查显示:光纤激光器供应商将争夺固体激光器及其他激光器在若干关键应用领域的市场份额,而这些市场份额在未来几年将稳步看涨。到2010年,光纤激光器将至少占领工业激光器28亿美元市场份额的四分之一。光纤激光器的销售量将以年增幅愈35%的速度攀升,从2005年的1.4亿美元增至2010年的6.8亿美元。而同期,工业激光器市场每年增幅仅9%,2010年达到28亿美元。
 
  2002年南开大学报道了在掺Yb3 + 双包层光纤器中得到了脉宽4. 8ns 的自调Q 脉冲输出和混合调Q 双包层光纤激光中得到峰值功率大于8kW ,脉宽小于2ns 的脉冲输出。
 
光纤激光器
 
  2003年南开大学报道了利用脉冲泵浦获得100kW 峰值功率的调Q 脉冲,以及得到的60nm 可调谐的调Q 脉冲。
 
  2003年11月20日报道,上海科学家在激光领域取得新成果,成功开发出输出功率高达107W的光纤激光器。此激光器的全称为“高功率掺镱双包层光纤激光器”,与已有的激光器相比它的维护费用和功率消耗都要低得多,寿命是普通激光器的几十倍。该课题组的负责人之一楼祺洪研究员告诉记者,激光打印有着广泛的应用前景,与市民生活直接相关的如食品的生产日期、防伪标志等,若以激光打印代替油墨打印清晰度高、褪色、难以仿冒、利于环保,具有国际流行的新趋势。上海科学家研制的光纤激光器使光纤激光输出功率又上升了一个新台阶,输出功率达107W,已经遥遥于全国同行。
 
  2004年,南开大学又报道了连续泵浦206kW峰值功率的调Q 脉冲。
 
  2004年12月3日,推出激光输出功率达100W以上的双包层掺镱光纤后,经过艰苦的攻关再创佳绩,将该类新型光纤的输出功率成功提高至440W,达到国际水平。
 
  2012年,国内首台拥有自主知识产权的1000W工业级光纤激光器在西安诞生。这一科研成果的产业化,不仅将满足我国工业加工领域对高功率光纤激光器的市场需求,同时也将打破国外高功率光纤激光器的市场垄断局面,推动我国光纤激光加工产业进一步发展。
 
光纤激光器
 
  2012年11月,研制的4千瓦光纤激光器,通过了省级科技成果鉴定。鉴定专家组主任委员、中国光学学会理事长周炳琨院士指出,这项技术填补了国内空白,达到国际先进水平,获得4项国家发明专利。
 
  光纤激光器作为第三代激光技术的代表,具有其他激光器无可比拟的技术优越性。不过,我们认为,在短期内,光纤激光器将主要聚焦在高端用途上随光纤激光器的普及,成本的降低以及产能的提高,最终将可能会替代掉全球大部分高功率CO2激光器和绝大部分YAG激光器。
 
  近年来,光纤激光器市场规模保持增长,其中,用于宏观材料加工的激光器市场规模增长迅速,从2013年的5.12亿美元增加至2017年的12.68亿美元,年复合增长率为25.42%;
 
  用于打标的光纤激光器市场规模从2013年2.01亿美元增长至2017年的3.26亿美元,年复合增长率为12.85%;
 
  用于微材料加工的光纤激光器市场规模从2013年的1.27亿美元增加至2017年的4.44亿美元,年复合增长率为36.69%。
 
  以上就是小编对于光纤激光器发展,相关内容的介绍!相信大家应该已经有所了解了,今天小编就给大家介绍这么多,如果大家有什么需要,欢迎随时来电咨询!