摘要：976nm泵浦技術由於(yu) 其電光轉化效率高、非線性效應低被認為(wei) 是高功率光纖激光器發展的技術路線，但是由於(yu) 溫度敏感性高、技術難度高在相當長一段時間內(nei) ，工業(ye) 內(nei) 尚不能完全工業(ye) 規模化，相反，915nm泵浦技術路線成為(wei) 工業(ye) 大規模應用的主流；行業(ye) 內(nei) 一直把976nm泵浦技術的冷卻係統的優(you) 化、穩定波長的VBG鎖頻技術作為(wei) 小批量特種應用的主要研究方向。

國外激光器公司首先突破976nm泵浦技術並實現976nm泵浦技術工業(ye) 化規模生產(chan) 製造。GW自2015年以來通過不斷研究和探索，初步完成976nm產(chan) 業(ye) 化布局。

截至目前，GW已經成功推出基於(yu) 976nm技術的500W-3000W工業(ye) 用單腔單模激光器及4000W-20,000W工業(ye) 用多模光纖激光器，上千台的工業(ye) 用戶的批量使用已經初步驗證了976nm技術完全可以滿足工業(ye) 應用更嚴(yan) 格的可靠性要求，而且在這個(ge) 過程中通過和國內(nei) 合作夥(huo) 伴的持續努力，已經基本完成供應鏈的國產(chan) 化，為(wei) 976nm技術在國內(nei) 的持續產(chan) 業(ye) 化奠定了基礎。

 1、976nm泵浦技術VS915nm泵浦技術 

 2、976nm泵浦技術瓶頸 

由於(yu) 976nm泵浦的波長吸收率高，其激光器的電光轉化效率、體(ti) 積、能量密度以及光束質量等參數更為(wei) 優(you) 異，故自976nm泵浦技術出現以來，一直是國外及國內(nei) 機構和研究單位研究和小規模特種使用的主要方向。

為(wei) 了解決(jue) 976nm泵浦技術的溫度敏感性問題，一方麵通過設計來提高冷卻係統的散熱效果，通過理論計算及有限元等多種手段來使得其散熱效果率高，讓其工作溫度變化不超過5-10℃，德國Dilas率先通過微通道技術實現了較高效率的冷卻係統，使得在一定條件下，可以小批量的穩定使用，但是微通道技術對冷卻水要求高、水流量高，同時長期使用微通道容易結垢而需要定期清理，因此，在工業(ye) 苛刻的服役環境中使得推廣受到限製。另外一方麵，研究表明，通過設計波長穩定的技術，即使用VBG的體(ti) 光柵可以使得泵浦二級體(ti) 在線偏移方麵有著較大的提高，可以在5-10℃的範圍內(nei) 穩定工作，因此直至現在，在軍(jun) 工等特種應用一直使用帶VBG的鎖波長泵浦二級體(ti) 。但是由於(yu) VBG鎖波長泵浦二級體(ti) 采購成本高，同時帶來2-5%的電光轉化效率的下降，此外，高功率泵浦的芯片發光點數量眾(zhong) 多，每一個(ge) 芯片發光點需要一個(ge) VBG，同時需要保證同一個(ge) 波長頻率，實現技術難度和成本都較高，僅(jin) 在小規模特殊應用上使用，無法實現工業(ye) 化大規模的生產(chan) 。

 3、國外廠商首先完成了976nm泵浦技術工業(ye) 化規模生產(chan) 製造 

IPG一邊在976nm泵浦的冷卻方式進行係統的開發和研究，利用其獨特的單管技術，具有輸出密度低、低熱負載、最簡單的被動式冷卻設計、半導體(ti) 在熱、電兩(liang) 端均為(wei) 獨立等熱管理的優(you) 點，同時不斷探索和完善976nm泵浦技術路線，目前IPG是業(ye) 內(nei) 首家完全掌握976nm泵浦技術並且進行大規模工業(ye) 化使用的光纖激光器製造商。

Rofin在976nm泵浦技術上緊跟其後，其利用德國Dilas泵浦二級體(ti) 的mini-bar，使得其中心波長和線寬更加穩定，但最終因公司的經營管理及被Coherent收購的戰略調整等因素而未廣泛在工業(ye) 大規模生產(chan) 中應用。

 4、GW的976nm泵浦技術路線工業化之路 

在多年技術研發經驗積累的基礎上，考慮到976nm泵浦技術的諸多優(you) 點，GW從(cong) 2015年進入中國，經過多年努力初步實現976nm工業(ye) 化的規模應用，在下麵幾個(ge) 方麵進行了技術的突破及優(you) 化：

1）芯片的選型，其中中心波長和芯片的線寬是芯片的兩(liang) 個(ge) 核心因子，GW經過反複的理論設計和實驗驗證，目前使用的芯片可以滿功率在中心波長附近長期穩定運行，GW從(cong) 976nm芯片著手，重新定義(yi) 適合大規模工業(ye) 應用的976nm中心波長和線寬要求。

2）芯片和冷水版的溫差係數，通過與(yu) 合作夥(huo) 伴設計優(you) 化芯片與(yu) 冷水版的波長溫差係數，通過泵浦源的基底熱襯、結構設計、芯片的材料學設計等來優(you) 化多-單管封裝技術，提高散熱性能，完善高功率976nm泵浦二極體(ti) 導熱率、散熱能力以及波長溫漂係數等關(guan) 鍵指標，同步結合冷卻係統的流量參數、冷卻劑等，從(cong) 而降低976nm泵浦中相對較窄的吸收峰對溫度變化的影響，GW經過了長期可靠性驗證，通過10000小時的激光功率輸出檢測和光束能量分布的老化測試，目前GW創造性的解決(jue) 了976nm泵浦的冷卻問題，並且在國際國內(nei) 機構申請了相關(guan) 專(zhuan) 利。

3）光纖增益腔的優(you) 化，通過反複優(you) 化泵浦結構、摻鐿光纖的類型和長度來降低激光器對溫度變化的影響。同時，通過均勻的雙邊泵浦，降低泵浦光隨著增益光纖長度的變化而帶來的吸收效率的變化，確保在一定溫度範圍內(nei) ，可以實現穩定可靠的輸出。

GW已經通過和供應商夥(huo) 伴的不斷優(you) 化，初步完成976nm產(chan) 業(ye) 化布局，推動了行業(ye) 從(cong) 傳(chuan) 統的915nm泵浦技術向更高效的976nm泵浦技術的技術升級。截至目前，GW已經成功推出基於(yu) 976nm技術的500W-3000W工業(ye) 用單腔單模激光器及4000W-20,000W工業(ye) 用多模光纖激光器，上千台的工業(ye) 用戶的批量使用已經初步驗證了976nm技術完全可以滿足工業(ye) 應用更嚴(yan) 格的可靠性要求，而且在這個(ge) 過程中通過和國內(nei) 合作夥(huo) 伴的持續努力，已經基本完成供應鏈的國產(chan) 化，為(wei) 976nm技術在國內(nei) 的持續產(chan) 業(ye) 化奠定了基礎。