高功率光纤激光器相干合成

介绍了目前国内外光纤激光器相干合成技术的最新进展,系统总结和分析了典型的相干合成方法,分析了其优缺点,最后对光纤激光器相干合成技术的发展作了展望。

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

第3 8卷第 9期20 0 8年 9月

激光与红外I SER& I A NFRARED

Vo . 8, . 13 No 9 S pe e,0 8 e tmb r 2 0

文章编号：0 1 0 8 20 ) 90 6 - 10 - 7 (0 8 0 -880 5 4

综述与评论

高功率光纤激光器相干合成技术沈洪斌李刚何海军阎宗群黄富瑜，,,,(. 1军械工程学院光学与电子工程系，河北石家庄 00 0 2解放军 6 3 6部队， 50 3;. 63河北保定 0 4 0 7 00)

摘要：绍了目前国内外光纤激光器相干合成技术的最新进展，介系统总结和分析了典型的相干合成方法，分析了其优缺点，最后对光纤激光器相干合成技术的发展作了展望。关键词：纤激光器；光相干合成；光阵列激

中图分类号：N 4 T 28

文献标识码： A

、

Co e e m b n n f Hi h Po r Fi e s r Be m s h r ntCo i i g o g

介绍了目前国内外光纤激光器相干合成技术的最新进展,系统总结和分析了典型的相干合成方法,分析了其优缺点,最后对光纤激光器相干合成技术的发展作了展望。

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第3 8卷第 9期20 0 8年 9月

激光与红外I SER& I A NFRARED

Vo . 8, . 13 No 9 S pe e,0 8 e tmb r 2 0

文章编号：0 1 0 8 20 ) 90 6 - 10 - 7 (0 8 0 -880 5 4

综述与评论

高功率光纤激光器相干合成技术沈洪斌李刚何海军阎宗群黄富瑜，,,,(. 1军械工程学院光学与电子工程系，河北石家庄 00 0 2解放军 6 3 6部队， 50 3;. 63河北保定 0 4 0 7 00)

摘要：绍了目前国内外光纤激光器相干合成技术的最新进展，介系统总结和分析了典型的相干合成方法，分析了其优缺点，最后对光纤激光器相干合成技术的发展作了展望。关键词：纤激光器；光相干合成；光阵列激

中图分类号：N 4 T 28

文献标识码： A

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工程光学论文

高功率光纤激光器的应用与展望

摘要：光纤激光器是当今光电子技术研究领域中最炙手可热的研究课题，尤其是大功率光纤激光器，已在很多领域表现出取代传统固体激光器和c02激光器的趋势。本文从光纤激光器的结构出发，详细论述了大功率光纤激光器的工作原理和关键技术，重点介绍了应用更为广泛的脉冲型光纤激光器技术，最后简单列举了大功率光纤激光器的优势及其在工业加工、国防、医疗等领域里的应用情况并对其未来发展前景进行了展望。

关键词：光纤激光器；包层泵浦技术；双包层掺杂光纤；光纤光栅；应用

引言

介绍与展望

光纤激光器的历史和激光器本身的历史几乎一样长。但是由于增益光纤和泵浦光源等技术上的限制，商用光纤激光器直到20世纪末才出现。20世纪70年代以来，随着光纤制备技术以及谐振腔结构的改进，光纤激光器有了很大的发展，特别是80年代中期英国南安普顿掺Er 3+光纤的突破，光纤激光器的实用化成为可能，并显示出十分诱人的应用前景，受到人们的广泛重视。90年代开始出现了双包层掺杂光纤激光器的研究。20世纪末宝利来公司的研究人员采用包层泵浦技术，在实验室获得了100 W的激光输出，使得光纤激光器的实用化进入实际阶段。2001年，SDL公司推出了第l 台商用的拉曼光纤激光器

光纤激光器与不同激光器的比较

光纤机和YAG固体激光机及其它激光器工作原理区别

YAG激光熟称红宝石固体激光，光纤则是另外一种高端产品。 不管是YAG激光还是光纤激光焊接原理都一样，主要是发生器不一样。

光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中，由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。使光纤产生激光，光纤激光的优点是模式好，利于焊接。光电转换率高可以达到二氧化碳激光（CO2)的两倍。而且在焊接的时候有优势，因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。

其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列，包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。

所有光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内，光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。 光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业，可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工，直到厚管壁的深熔焊。

使用操作灵活，是光纤激光器最具革命性的特

光纤激光器与不同激光器的比较

光纤机和YAG固体激光机及其它激光器工作原理区别

YAG激光熟称红宝石固体激光，光纤则是另外一种高端产品。 不管是YAG激光还是光纤激光焊接原理都一样，主要是发生器不一样。

光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中，由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。使光纤产生激光，光纤激光的优点是模式好，利于焊接。光电转换率高可以达到二氧化碳激光（CO2)的两倍。而且在焊接的时候有优势，因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。

其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列，包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。

所有光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内，光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。 光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业，可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工，直到厚管壁的深熔焊。

使用操作灵活，是光纤激光器最具革命性的特

大功率半导体激光器光纤耦合技术调研报告

1．前言

近年来，高功率光纤激光器因其优良的性能日益受到人们的重视和青睐，被广泛地应用于工业加工、空间光通信、医疗和军事等各个方面，其迅速发展在很大程度上得益于大功率高亮度半导体激光器技术的进步，大功率半导体激光光纤耦合技术一直是高功率光纤激光器技术的一项关键核心技术。相反地，半导体激光器泵浦的高功率光纤激光器（DPFL）的发展也带动了大功率半导体激光器技术，尤其是大功率半导体激光光纤耦合技术的进步。

由于单管半导体激光器（LD）的输出功率受限于数瓦量级，远不能满足高功率光纤激光器泵浦源的要求，要获得更大输出功率须采用具有多个发光单元的激光二极管阵列（LD Array）。按照结构形式的不同，激光二极管阵列分为线阵列（LD Bar）和面阵列（LD Stack），分别如图1(a)和(b)所示，其中LD Bar的输出功率一般在数十瓦至百瓦量级，而LD Stack的输出功率一般在数百瓦乃至上千瓦。无论是单管LD还是LD Array，由其固有结构特点决定了半导体激光器具有光束发散角较大，输出光束光斑不对称，亮度不高等问题，给作为高功率光纤激光器泵浦源的实际应用带来很大困难和不便。一个较好的解决方法是将半导体激光耦合进光

MCXX板卡光纤激光器接口板说明

1

信号说明 ......................................................................................................... 3

信号说明

此接口板为MC8001和MC8017板卡连接光纤激光器转接板，板卡结构图如图1：

图1 光纤激光器接口板框图

DB25直接和光纤激光器接口对接（支持的激光：IPG/创鑫/锐科）。 DB37直接和MC8001板卡的37芯对接。 DB10的信号定义信号详细说明如下： 管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 IO I I O O I I O O I 参考地 板卡外接电源+5V输入，如果使用外接电源从此管脚输GND 入，如果是USB电源则悬空。 板卡外接电源地。 GND PLS 旋转打标时，脉冲控制输入脚 GND DIR 旋转打标时，方向控制输入脚 GND B+ 编码器输入B相. GND A+ 编码器输入A相. GND RED- 红光-的连接信号，内置红光的不需要接。 GND RED+ 为红光+的连接信号，内置红光的不需要接。 GND EMS 急停信号

GS—TFL—6000型高功率横流CO2激光器操作规程

激光器运行为恒电流控制，如果冷却水温与工作气体压力等保持不变，则激光器输出功率将有限的时间内维持稳定。如长时间使用。激光功率因气体变坏下降时，可人为调整电流来补偿。激光器的运行控制由控制面板上各键，开关来完成。

1）开机步骤

若激光器连续两天以上，均处于停止运行状态，最好首先预热激光器一段时间，再正常工作。

a) 检查冷却水，外电网，气瓶气体是否正常。

b) 确认急停按钮未被按下，激光器上部，内外无任何杂物，合上激光器原方电源进线断路器开关，交流电源绿指示灯亮。

c) 拧开钥匙开关，控制回路处于准备状态。

d) 如果必要，先将上次使用的变坏的气体排出，将面板上波段开关指向抽真空挡，打开真空蝶阀，开始抽真空度降至风机允许值上限14Kpa时，超限指示灯亮；正常情况，2个小时内便可将气压从大气轴至100Pa以下。打开冷却水阀门，通水。

e) 抽真空完毕，关真空阀，停真空泵，分别打开CO2，N2，He（Ar）气瓶阀门，将各自减压阀压力均调至0.7～0.8Pa，打开激光器手动充气阀门开始充气。

f) 充气完毕，确认光闸水气正常，可以工作，按动风机启动按钮，启动风机，并注意风机运行声音是否正常。在风

掺铒光纤激光器的工作原理

郭冰清 刘昭 韩达明 张红伟

（天津大学精密仪器与光电子工程学院 天津 300072）

摘要 光纤激光器由于其特有的优点，近些年受到广泛关注和研究，而掺铒光纤激光器（EDFL）则是几种比较成熟的光纤激光器之一。本文主要介绍了掺铒光纤激光器的工作原理，包括掺铒光纤激光器铒离子能级结构、泵浦机制和增益谱线，以及五种常见的谐振腔型，并对可调谐掺铒光纤激光器和多波长掺铒光纤激光器的工作原理进行了简单介绍。之后简述掺铒光纤激光器的特点，比较了掺铒光纤激光器与其他激光器的优势所在，并在此基础上详述了掺铒光纤激光器在光纤通信及光纤传感方面的应用及问题。最后对掺铒光纤激光器的发展进行了展望。

关键词 激光器；工作原理和应用；掺铒光纤激光器；谐振腔 中图分类号 TN248 文献标识码 A

The Working Principle of Doped Fiber Laser

GUO Bing-qing, LIU Zhao, HAN Da-ming, ZHANG Hong-wei

(College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering, Tianjin

大功率半导体激光器及其应

用现状

摘要 半导体激光器诞生于1962年，最初的半导体激光器的一个最大的缺点就是无

法在室温下工作，直到双异质结构激光器的出现，解决这一问题之后半导体激光器才被推广应用。半导体激光器具有体积小、寿命长、重量轻、结构简单、功率转换效率高等优点。半导体激光器依靠其优异的性能，不断地被用在社会生产的方方面面。本文主要从医学，工业，军事三个方面简要阐述了半导体激光当前的主要应用。

关键词: 半导体激光 发展 应用现状

1.半导体激光器介绍

半导体激光器是以半导体材料为工作物质的一类激光器，亦称半导体激光二极管，是60年代发展起来的一种新型光源。[1]

半导体激光工作物质有砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、铝镓砷(AlxGa1-xAs)、铟磷砷(In-PxAS1-x)等，现在已经发现的有多达几十种。目前最常见，应用最广的是双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。[2]

半导体激光器的优点是波长短（800-1000nm）、体积小、寿命长、重量轻、结构简单、功率转换效率高(高达50%，某些大功率半导体激光器可达70%)、便于直

接调制、节能。正是因为这些优点，半导体激光器的应用领域日益扩大。目前，固定波长半