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深度解讀

知識分享:全麵解讀光纖和光纖激光器!

來源:激光行業(ye) 觀察2020-02-13 我要評論(0 )   

本文作者樓祺洪、張海波、袁誌軍(jun) ,中國科學院上海光學精密機械研究所,僅(jin) 供交流學習(xi) 之用,感謝分享!光纖是光導纖維的簡稱,通常

本文作者樓祺洪、張海波、袁誌軍(jun) ,中國科學院上海光學精密機械研究所,僅(jin) 供交流學習(xi) 之用,感謝分享!

光纖是光導纖維的簡稱,通常是一種圓柱形的光波波導。它利用全反射的原理把光波約束在纖芯,並引導光波沿著光纖軸線方向傳(chuan) 輸。用石英玻璃代替銅線改變了世界。

光纖作為(wei) 一種傳(chuan) 導光波的介質,自1966年被高錕提出以來,憑借其通信容量大、抗幹擾能力強、傳(chuan) 輸損耗低、中繼距離長、保密性能好、適應能力強、體(ti) 積小、重量輕、原材料來源豐(feng) 富等優(you) 點被廣泛應用。被人們(men) 稱為(wei) “光纖之父”的高錕也因此獲得了2009年的諾貝爾物理學獎。隨著光纖性能的日趨完美和實用化,光纖對電信行業(ye) 的變革產(chan) 生了革命性的推動,它已經基本取代銅線成了現代通信中的核心組成部分。

光纖通信係統是一種以光為(wei) 信息載波、光纖為(wei) 導波介質的通信係統,光纖傳(chuan) 輸信息時,把電信號轉變為(wei) 光信號,然後在光纖內(nei) 部進行傳(chuan) 輸。作為(wei) 一項新興(xing) 的通信技術,光纖通信從(cong) 一開始就顯示出了無比的優(you) 越性,引起了人們(men) 的極大興(xing) 趣和廣泛關(guan) 注。光纖在通信中的廣泛應用也同時促進了光纖放大器和光纖激光器的飛速發展。除了通信領域,光纖係統在醫學、傳(chuan) 感等領域也有廣泛的應用。

光纖

光纖激光器的增益介質為(wei) 有源光纖.按其結構可以分為(wei) 單模光纖,雙包層光纖和光子晶體(ti) 光纖三種。單模光纖單模光纖由纖芯、包層和塗覆層組成,其中纖芯材料的折射率n1,比包層材料折射率n2要高.當入射光的入射角大於(yu) 臨(lin) 界角時,光束在纖芯內(nei) 發生全發射,因而光纖能夠將光束縛在纖芯內(nei) 傳(chuan) 播。單模光纖的內(nei) 包層對多模泵浦光不能起到約束作用,並且纖芯的數值孔徑低,因此隻能采用單模泵浦光耦合進入纖芯才能獲得激光輸出。早期的光纖激光器都是采用這種單模光纖,導致耦合效率低,激光器隻有毫瓦量級的輸出功率。

雙包層光纖

為(wei) 了克服常規單模單包層摻鐿(Yb3+)光纖對轉化效率和輸出功率的限製,莫勒(R.Maurer)在1974年首先提出了雙包層光纖的概念。此後直到1988年斯尼澤(E.Snitzer)等人提出了包層泵浦技術,高功率摻鐿光纖激光器/放大器才得以快速發展。

雙包層光纖是一種具有特殊結構的光纖,比常規光纖增加了一個(ge) 內(nei) 包層,由塗覆層、內(nei) 包層、外包層、摻雜纖芯所構成。包層泵浦技術以雙包層光纖為(wei) 基礎,其核心在於(yu) 讓多模泵浦光在內(nei) 包層中傳(chuan) 輸,激光在纖芯中傳(chuan) 輸,使得泵浦轉換效率和光纖激光的輸出功率都能得到較大的提高。雙包層光纖的結構、內(nei) 包層的形狀、泵浦光耦合方式等是這項技術的關(guan) 鍵所在。雙包層光纖的纖j卷由摻稀土元素的二氧化矽(SiO2)構成,在光纖激光器中既是激光介質又是激光信號的傳(chuan) 輸通道,對應工作波長一般通過設計其數值孔徑和芯徑直徑減小其V參數,以保證輸出激光是基橫模。內(nei) 包層橫向尺寸(常規纖芯直徑的數十倍)和數值孔徑比纖芯大得多,折射率比纖芯小,可限製激光完全在纖芯內(nei) 傳(chuan) 播。這樣在纖芯和外包層之間形成了一個(ge) 大截麵、大數值孔徑的光波導,它可以允許大數值孔徑、大截麵和多模的高功率泵浦光耦合到光纖中,並被限製在內(nei) 包層以內(nei) 傳(chuan) 輸,不擴散,有利於(yu) 保持高功率密度光泵浦。外包層是由折射率比內(nei) 包層小的聚合物材料構成;最外層是由有機材料構成的保護層。雙包層光纖對泵浦光的耦合麵積由內(nei) 包層尺寸決(jue) 定,而不像傳(chuan) 統單模光纖僅(jin) 由纖芯決(jue) 定。這樣雙包層光纖構成了一種雙層的波導結構,一方麵提高了人纖激光的功率耦合效率,使泵浦光在內(nei) 包層內(nei) 傳(chuan) 導時,多次穿越纖芯激發摻雜離子發射激光;另一方麵輸出光束質量由纖芯性質決(jue) 定,內(nei) 包層的引入沒有破壞光纖激光器輸出的光束質量。

最初,雙包層光纖的內(nei) 包層結構是圓柱對稱的,它的製作工藝相對簡單,也易於(yu) 與(yu) 泵浦激光二極管(LD)的尾纖相耦合連接,但是其完美的對稱性導致內(nei) 包層中的泵浦光存在大量的螺旋光線,這些光線即使經曆足夠多次的反射也永遠不能到達纖芯區域,從(cong) 而不可能被纖芯吸收,於(yu) 是即使采用較長的光纖仍然會(hui) 有大量的漏光存在,使得轉換效率難以提高。為(wei) 此,必須破壞內(nei) 包層的圓柱對稱結構。

光子晶體(ti) 光纖

在普通雙包層光纖中,纖芯的幾何尺寸決(jue) 定了輸出激光功率的大小.數值孔徑決(jue) 定了輸出激光的光束質量。由於(yu) 光纖中非線性效應、光損傷(shang) 等物理機製的限製,單一增加纖芯直徑的手段,無法滿足大模場雙包層光纖在高功率輸出時單模運轉的需求。特種光纖的出現,如光子晶體(ti) 光纖(PCF),為(wei) 解決(jue) 這一難題提供了有效的技術途徑。

光子晶體(ti) 的概念最初由雅布羅諾維奇(E.Yablonovitch)於(yu) 1987年提出,即不同介電常數的介質材料在一維、二維或三維空間內(nei) 組成具有光波長量級的周期性結構,在此晶體(ti) 中產(chan) 生允許光傳(chuan) 播的光子導帶和禁止光傳(chuan) 播的光子帶隙(PBG)。通過改變不同介質的排列方式及分布周期,可以引起光子晶體(ti) 性質上的許多變化,從(cong) 而實現特定的功能。PCF是二維的光子晶體(ti) ,又被稱為(wei) 微結構光纖或者多孔光纖。1996年,奈特(J.C.Knight)等人拉製出首根PCF,其導光機製與(yu) 傳(chuan) 統光纖的全內(nei) 反射導光類似。第一根依靠光子帶隙原理導光的PCF誕生於(yu) 1998年。2005年以後,大模場PCF的設計和製備方法開始多樣化,出現了各種形狀的結構,包括泄露通道PCF、棒狀PCF、大間距PCF以及多芯PCF等。光纖的模場麵積也相應不斷提高。

在外觀上,PCF與(yu) 傳(chuan) 統的單模光纖非常相似,但在微觀上卻表現出複雜的孔陣結構。正是這些結構特點,賦予了PCF獨特的、傳(chuan) 統光纖無法比擬的眾(zhong) 多優(you) 點,如無截止單模傳(chuan) 輸、大模場麵積、色散可調和低限製損耗等性能,可以克服傳(chuan) 統激光器的諸多難題。比如,PCF可以在實現大模場麵積下的單模運轉,在保證光束質量的同時,顯著降低光纖中的激光功率密度、減小光纖中的非線性效應、提高光纖的損傷(shang) 閾值;可實現大數值孔徑,這意味著可以實現更多的泵浦光耦合、更高功率激光的輸出。PCF的這些優(you) 點,引起了世界範圍內(nei) 的一係列研究熱潮,使它成為(wei) 光纖激光器中一個(ge) 新的研究亮點,在高功率光纖激光器的應用中發揮著越來越重要的作用。

光纖激光器的發明

以光纖作為(wei) 激光增益介質的激光器被稱為(wei) 光纖激光器。與(yu) 其他類型的激光器一樣,由增益介質、泵浦源和諧振腔三個(ge) 部分組成。光纖激光器使用纖芯中摻雜有稀土元素的有源光纖作為(wei) 增益介質。一般采用半導體(ti) 激光器作為(wei) 泵浦源。而諧振腔則一般利用反射鏡、光纖端麵、光纖環形鏡或光纖光柵等器件構成。

根據光纖激光器的時域特性,可以分為(wei) 連續光纖激光器和脈衝(chong) 光纖激光器;根據諧振腔結構不同,可以分為(wei) 線形腔光纖激光器、分布反饋式光纖激光器和環形腔光纖激光器;根據增益光纖和泵浦方式的不同,可以分為(wei) 單包層光纖激光器(纖芯泵浦)和雙包層光纖激光器(包層泵浦)。

在1961年,斯尼澤就在摻釹(Nd)的玻璃波導中發現了激光輻射。1966年,高錕詳細研究了光纖中光衰減的主要原因,並指出了光纖在通信中實際應用所需要解決(jue) 的主要技術問題。1970年,美國的康寧公司開發出衰減小於(yu) 20分貝/千米的光纖,為(wei) 光通信和光電子技術產(chan) 業(ye) 的發展奠定了基礎。這一技術突破也極大地促進了光纖激光器的發展。20世紀七八十年代,半導體(ti) 激光器技術的成熟和商品化為(wei) 光纖激光器的發展提供了可靠而又多樣化的泵浦源。與(yu) 此同時,化學氣相沉積法的發展使得光纖的傳(chuan) 輸損耗不斷降低。光纖激光器也向著多樣化的方向迅速發展,光纖中摻雜多種稀土元素,如鉺(Er3+)、鐿(Yb3+)、釹(Nd3+)、釤(Sm3+)、銩(Tm3+)、鈥(Ho3+)、鐠(Pr3+)、鏑(Dy3+)、鉍(Bi3+)等。根據所摻雜的離子不同,可以實現不同波長的激光輸出。滿足不同的應用要求。

高功率光纖激光器的特點

高功率光纖激光器的優(you) 點具體(ti) 表現如下。

(1)光束質量好。光纖的波導結構決(jue) 定了光纖激光器易於(yu) 獲得單橫模輸出,且受外界因素影響很小,能夠實現高亮度的激光輸出。

(2)高效率。光纖激光器通過選擇發射波長和摻雜稀土元素吸收特性相匹配的半導體(ti) 激光器為(wei) 泵浦源,可以實現很高的光一光轉化效率。對於(yu) 摻鐿的高功率光纖激光器,一般選擇915納米或975納米的半導體(ti) 激光器,由於(yu) Yb3+的能級結構簡單,上轉換、激發態吸收和濃度猝滅等現象較少出現,熒光壽命較長,能夠有效儲(chu) 存能量以實現高功率運作。商業(ye) 化光纖激光器的總體(ti) 電光效率高達25%,有利於(yu) 降低成本,節能環保。

(3)散熱特性好。光纖激光器是采用細長的摻雜稀土元素光纖作為(wei) 激光增益介質的,其表麵積和體(ti) 積比非常大。約為(wei) 固體(ti) 塊狀激光器的1000倍,在散熱能力方麵具有天然優(you) 勢。中低功率情況下無需對光纖進行特殊冷卻,高功率情況下采用水冷散熱,也可以有效避免固體(ti) 激光器中常見的由於(yu) 熱效應引起的光束質量下降及效率下降。

(4)結構緊湊,可靠性高。由於(yu) 光纖激光器采用細小而柔軟的光纖作為(wei) 激光增益介質,有利於(yu) 壓縮體(ti) 積、節約成本。泵浦源也是采用體(ti) 積小、易於(yu) 模塊化的半導體(ti) 激光器,商業(ye) 化產(chan) 品一般可帶尾纖輸出,結合光纖布拉格光柵等光纖化的器件,隻要將這些器件相互熔接即可實現全光纖化,對環境擾動免疫能力高,具有很高的穩定性,可節省維護時間和費用。

高功率光纖激光器也有難以克服的缺點:一是易受非線性效應的製約。光纖激光由於(yu) 其波導的幾何結構,有效長度較長,各種非線性效應的閾值較低。一些有害的非線性效應如受激拉曼散射(SRS)、自相位調製(SPM)等會(hui) 造成相位的起伏和頻譜上能量的轉移,甚至是激光係統的損傷(shang) ,限製了高功率光纖激光器的發展。二是光子暗化效應。隨著泵浦作用時間的增加,光子暗化效應會(hui) 導致高摻雜濃度的摻稀土元素光纖的功率轉換效率單調不可逆地下降,製約著高功率光纖激光器的長期穩定性和使用壽命,這一點在摻鐿的高功率光纖激光器中尤為(wei) 明顯。

隨著高亮度光纖耦合半導體(ti) 激光器和雙包層光纖技術的進步,高功率光纖激光器的輸出功率、光光轉換效率和光束質量得到了長足發展。在工業(ye) 加工、定向能武器、長距離遙測、激光雷達等應用領域的巨大需求牽引下,以美國阿帕奇光電(IPG Photonics)公司、鈕芬(Nufern)公司、恩耐(Nlight)公司和德國通快集團為(wei) 主的研究單位對連續波、脈衝(chong) 波高功率光纖激光器進行了積極研發,推出了豐(feng) 富的產(chan) 品線。國內(nei) 清華大學、國防科技大學、中科院上海光學精密機械研究所和中國航天科工集團第四研究院等多家單位也報道了令人振奮的成果。

光纖激光器功率提升技術

由於(yu) 光纖激光中的非線性效應、熱效應以及材料損傷(shang) 閾值等的限製,單路光纖激光器的輸出功率受到一定的限製,並且隨著功率的升高,光束質量逐漸下降,需要采用模式控製技術和設計特殊結構的新型光纖才能改善光束質量。道森(J.W.Dawson)等人在理論上分析了單根光纖的輸出功率極限,計算表明在寬帶光纖激光器中單根光纖可獲得最高功率為(wei) 36千瓦的近衍射極限激光輸出,而對於(yu) 窄線寬光纖激光器,最高功率為(wei) 2千瓦。為(wei) 了進一步提升光纖激光與(yu) 放大器的輸出功率,通過相幹合成技術將多路光纖激光進行功率合成是一種有效的方法。成為(wei) 近年來國際上的研究熱點。

相幹合成是通過控製各路激光束的相位、頻率、偏振具有一定的一致性,使其滿足相幹條件,獲得同相鎖定輸出,其可以獲得比簡單的非相幹疊加高得多的峰值強度,並且保持良好的光束質量。相幹合成技術的發展曆史和激光器本身的曆史幾乎一樣長,而且涉及氣體(ti) 激光器、化學激光器、半導體(ti) 激光器、固體(ti) 激光器等各種類型,但是由於(yu) 早期各種器件的不成熟,相幹合成技術取得的實驗結果沒有突破當時相應單鏈路激光的最大輸出功率,因此效果不甚明顯。從(cong) 1990年代開始,光纖激光器的出現使得相幹合成技術獲得了突飛猛進的發展。其原因除了光纖激光器本身獨特的優(you) 勢和百千瓦戰術使用的需求外,光纖通信商業(ye) 推廣過程中配套產(chan) 生的幾種器件(即光纖熔錐耦合器、多芯光纖、帶尾纖的相位調製器與(yu) 聲光移頻器等)起到了至關(guan) 重要的作用。光纖熔錐耦合器、多芯光纖使得基於(yu) 激光能量注入耦合和倏逝波耦合的被動相位控製十分便利,帶尾纖的相位調製器與(yu) 聲光移頻器使得主動相位控製能夠具備兆赫量級的控製帶寬,可以用於(yu) 控製大功率條件下的相位起伏,實現鎖相輸出。研究人員提出了許多各具特色的相幹合成方案。

光譜合成技術屬於(yu) 一種非相幹合成技術,采用一塊或多塊衍射光柵將多路子光束衍射至同一孔徑內(nei) ,從(cong) 而實現單一孔徑輸出,得到較好的光束質量。光纖激光器的光譜合成可以充分利用摻鐿光纖激光器較寬的增益帶寬來彌補單根光纖激光輸出功率受限的缺陷,以獲得高功率、高光束質量的激光輸出,是未來高功率光纖激光器重要的技術路徑之一。

近年來,上海光機所在高功率光纖激光以及光譜合成方麵進行了大量的研究,在器件製備、關(guan) 鍵技術突破和光譜合成係統等方麵均取得了重要突破。在窄線寬高功率光纖放大器方麵,該所於(yu) 2016年采用自主研發的光纖光柵、高功率光纖合束器、包層光濾除器等核心器件,基於(yu) 光纖光柵級聯濾波、線寬操控、放大級參數控製和光纖模式控製等關(guan) 鍵技術,突破了德國耶拿大學研究組報道的線寬小於(yu) 50吉赫激光的單模輸出功率極限.實現了功率為(wei) 2.5千瓦、線寬為(wei) 0.18納米(50吉赫)、中心波長為(wei) 1064.1納米的近衍射極限光纖激光輸出。該激光器采用緊湊、穩定的全光纖化種子和三級放大結構,激光器具有很好的穩健性,主放采用非保偏20微米/400微米光纖。增加可用的泵浦功率,可進一步提升激光輸出功率。

在光譜合成方麵,金屬膜係反射式衍射光柵損傷(shang) 閾值較低,很難承受高功率激光的輻照,不易實現高功率的光譜合成。2016年8月,采用7台窄線寬光纖激光器以及高損傷(shang) 閾值偏振非相關(guan) 多層電介質衍射光柵(MLDG)實現了11.27千瓦高光束質量的光譜合成,在高功率光纖激光光譜合成方麵取得了很大的進展。

高功率光纖激光器的典型應用

光纖激光器因其光束質量好、電光效率高、結構緊湊、可靠性好等優(you) 點,在工業(ye) 加工、醫療、遙感、安防、科研等領域有全方位的優(you) 異表現。

在工業(ye) 領域,按照輸出功率可以將光纖激光器劃分為(wei) 三個(ge) 層次:低功率光纖激光器(<50瓦),主要應用於(yu) 微結構加工、激光打標、調阻、精密鑽孔、金屬雕刻等;中功率光纖激光器(50~500瓦),主要應用於(yu) 薄金屬板的打孔、焊接、切割和表麵處理;高功率光纖激光器(>1000瓦),主要應用於(yu) 厚金屬板的切割、金屬表麵塗覆、特殊板材的三維加工等。光纖的柔性特征,能夠很好地與(yu) 機器手臂結合起來,滿足各種複雜工業(ye) 環境的應用要求。近年來興(xing) 起的3D打印技術,尤其需要這種高亮度的激光係統。

在醫療領域,最理想的激光波長是1.3微米,可用於(yu) 診斷成像;1.5微米(水的吸收峰)到4微米之間則可用於(yu) 外科手術。對於(yu) 醫療應用,光纖激光器最大的優(you) 勢是其緊湊小巧,可彎曲的幾何結構。具有寬光譜範圍,高輸出功率的短相幹波長光源是獲得高速、超高分辨率的光相幹層析成像係統的關(guan) 鍵。摻鉺光纖激光器和摻鐿的拉曼光纖激光器具有光學相幹層析成像典型的要求:結構小巧緊湊、堅固耐用、價(jia) 格合理、相對高的功率和無需光學校準仍可達到較高的分辨率。高功率的摻鉺光纖激光器和摻銩光纖激光器則非常適合於(yu) 醫療手術應用。研究人員發現激光不但可以快速切除和凝結軟組織,而且在1.94微米波長內(nei) 具有止血功能。而且由於(yu) 光纖激光器優(you) 異的光束質量,其手術具有很高的精度。

在遙感領域,中紅外光纖激光器如摻鉺光纖激光器和摻銩光纖激光器的輸出波長位於(yu) 大氣窗口,能夠低損耗地穿過大氣。尤其是摻銩光纖激光器在人眼安全波段更容易獲得高功率輸出,在功率放大方麵更具有優(you) 勢。光纖激光器的另外一個(ge) 優(you) 點是簡潔小巧、便攜性好,這將有助於(yu) 降低航空或航天飛行載具的負荷。

在國防軍(jun) 事領域,激光在雷達探測、保密通信、製導、殺傷(shang) 等方麵均有廣泛應用。從(cong) 光纖激光器誕生起,就以其獨特的優(you) 勢成為(wei) 新一代激光武器的熱門候選光源。光纖激光器的高光束質量特別適合遠距離傳(chuan) 輸能苗,其相對其他光源更加小巧的體(ti) 積有利於(yu) 發射平台實現高機動性,提高在戰場上的適應能力和存活能力。在阿富汗戰場,斯巴特(SPATA)公司的“宙斯”激光掃雷係統就執行了掃雷任務。從(cong) 2009年開始,美國海軍(jun) 就多次用光纖激光係統擊毀過無人機、炮彈、小型艦艇等同標,2014年已在軍(jun) 艦上列裝。2012年,德國的國防軍(jun) 火商萊茵金屬(Rheinmetall)公司推出了一款輸出功率達50千瓦的雙管激光係統,在演示實驗中攔截擊毀了無人機、炮彈等目標。

激光武器

激光武器是一類正在迅速發展中的新概念武器。激光武器以光速將高能量激光發射到目標表麵,通過毀傷(shang) 光電偵(zhen) 測、導航和製導等關(guan) 鍵裝置,或使目標“失明、致盲”,或燒穿毪行物殼體(ti) ,將其擊落,或引爆燃料,使其空中爆炸,短時問內(nei) 即可完成毀傷(shang) 任務,具有能量集中、傳(chuan) 輸速度快、能多次重複使用、效費比高、移轉火力快、抗電磁幹擾等優(you) 點。激光武器自誕生以來,其發展經曆了多次起伏,光纖激光器等固體(ti) 激光器技術的成熟,為(wei) 激光武器的發展注入了新動力,成為(wei) 當前主要軍(jun) 事強國的研究重點。目前,美國、英國、俄羅斯、德國、印度等國均啟動了激光武器的研製,並開展了相關(guan) 測試,激光武器進入戰場已經指日可待。

為(wei) 了應對無人機、偷襲性小艇等非對稱威脅,提高艦艇的近防能力,美國海軍(jun) 於(yu) 2010年正式開始研製“激光武器係統”(LaWS),2014年9月,該係統開始在“龐塞”號兩(liang) 棲船塢運輸艦上部署,並進行為(wei) 期一年的作戰測試評估。LaWS係統由雷神公司牽頭研製,波音公司和洛克希德·馬丁公司也參與(yu) 了部分工作。LaWS最大限度地依靠現有商用技術和元器件以求降低研發和采購成本。LaWS原型機由6台工業(ye) 用光纖激光器組成,工作中這6台激光器發出的激光束經光束合成,可得到功率為(wei) 30千瓦的激光束。激光武器係統使用成本低,根據有關(guan) 部門的估算,單次照射的邊際成本僅(jin) 為(wei) l美元,與(yu) 每枚導彈動輒數萬(wan) 或數十萬(wan) 美元的價(jia) 格形成鮮明對比。

2016年,美國海軍(jun) 研究局啟動新型艦載高能激光武器係統研製,輸出功率可達150千瓦,是此前上艦測試的LaWS係統樣機的5倍。該項目耗時12個(ge) 月,5300萬(wan) 美元,分三階段研發“激光武器係統演示樣機”:第一階段主要完成初始設計,第二階段開展地麵測試,第三階段將在海軍(jun) 自防禦測試艦上進行測試。

2014年,中國工程物理研究院聯合上海光機所等單位研發了“低空衛士”係統。在演示驗證實驗中成功擊落固定翼、多旋翼、直升機等多種小型航空器30餘(yu) 架次,擊落率為(wei) 100%。該係統發射功率近萬(wan) 瓦,低空有效護衛麵積為(wei) 12平方千米,能在5米內(nei) 精準攔截固定翼(半徑為(wei) 2千米、360度空域)等多種航空器,具有快速、準確、無附帶損傷(shang) 的特點。

2015年.洛克希德·馬丁公司使用一台30千瓦激光武器(ATHENA)摧毀了一輛一英裏外的卡車。2017年3月,該公司表示其已經完成60千瓦激光武器係統研發工作,其正在將“組束”激光武器運到位於(yu) 阿拉斯加的美國陸軍(jun) 指揮中心。該公司的首席技術師傑克遜(K.Jackson)在一份聲明中稱:“光纖激光武器正帶來定向能係統的革命性改變,這項測試也讓我們(men) 進一步接近於(yu) 研製出可用於(yu) 軍(jun) 用飛機、直升機、船隻和卡車的輕量級固定激光武器係統。”研究證明強大的定向動能激光現在已經足夠輕、足夠小、足夠可靠,可在地麵、海上和空中部署於(yu) 戰術平台上進行防禦。

總結

總而言之,從(cong) 整個(ge) 激光技術的發展趨勢來看,光纖激光技術代表了高功率、高亮度激光的發展方向.它把波導光纖技術與(yu) 半導體(ti) 激光泵浦技術有機地融為(wei) 一體(ti) 。以光纖為(wei) 載體(ti) 的高功率光纖激光有望滿足未來激光先進製造和軍(jun) 事國防等領域對高功率、高效率激光器的迫切需求,是一種對國民經濟和國家安全均有重要戰略意義(yi) 的前沿技術。高功率光纖激光器在能源勘探、大科學裝置、空間科學、環境科學等領域也表現出了巨大的應用潛力,將會(hui) 成為(wei) 人類認識世界、改造世界的有力工具。

以上內(nei) 容作者樓祺洪、張海波、袁誌軍(jun) ,中國科學院上海光學精密機械研究所,僅(jin) 供交流學習(xi) 之用,如有任何疑問請留言與(yu) 我們(men) 聯係!

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