1 引言

      近年來，隨著各種關(guan) 鍵技術的突破，光纖激光器得到了長足的發展。作為(wei) 第三代激光技術的代表，光纖激光器具有其他激光器無可比擬的技術優(you) 越性。這幾年隨著各 種商用光纖激光器的麵市，光纖激光器被應用到眾(zhong) 多領域。本文主要介紹國內(nei) 外光纖激光器的最新應用進展及我國商用光纖激光器現狀及發展。

2 光纖激光器的應用

2.1 光纖激光器在工業(ye) 上的應用

      工業(ye) 生產(chan) 要求激光器可靠性高、體(ti) 積小、安全、便於(yu) 操作。光纖激光器以其結構緊湊、光轉換效率高、預熱時間短、受環境因素影響小、免維護以及容易與(yu) 光纖或由光學鏡片組成導光係統耦合等優(you) 點受到人們(men) 的廣泛關(guan) 注。

      目前，光纖激光器正逐步取代傳(chuan) 統激光器在激光打標(laser marking)、激光焊接、激光切割(laser cutting)等領域的主導地位。在打標領域，由於(yu) 光纖激光器具有較高的光束質量和定位精度，光纖 打標係統正取代效率不高的二氧化碳激光和氙燈抽運的Nd:YAG脈衝(chong) 激光打標(laser marking)係統；在歐美及日本市場，這種取代正大規模地進行著，僅(jin) 在日本，每月的需求量 就超過100台。我國作為(wei) 世界上最大的工業(ye) 製造國，對光纖激光打標(laser marking)機的需求是十分巨大的，估計每年有超過2000台的需求量。在激光焊接和切割領域，隨著 上千瓦甚至幾萬(wan) 瓦光纖激光器的研製成功，光纖激光器也得到了應用。此前，IPG報道，德國寶馬汽車公司購買(mai) 了他們(men) 的高功率光纖激光器用在車門焊接生產(chan) 線 上。

2.2 光纖激光器在傳(chuan) 感上的應用

      較之於(yu) 其他光源，光纖激光器被用作傳(chuan) 感光源有許多優(you) 勢。首先，光纖激光器有效率高、可調諧、穩定性好、緊湊小巧、重量輕、維護方便和光束質量好等優(you) 異性能。其次，光纖激光能很好地與(yu) 光纖耦合，與(yu) 現有的光纖器件完全兼容，能進行全光纖測試。

      目前，基於(yu) 可調諧窄線寬光纖激光器的光纖傳(chuan) 感是該領域的應用熱點之一。該類型光纖激光器的光譜線寬很窄，具有超長相幹長度，並且可以對頻率進行快速調製。 把這種窄線寬光纖激光器應用到分布式傳(chuan) 感係統，可實現超長距離、超高精度的光纖傳(chuan) 感。在美國和歐洲，這種基於(yu) 可調諧窄線寬光纖激光器的傳(chuan) 感技術被廣泛應用 到國土安全及重要設施監測、石油/天然氣管道監測以及水下聲納探測等眾(zhong) 多領域。我國估計每年對這種類型光纖激光器的需求量也在100台以上。

2.3 光纖激光器在通訊上的應用

      光纖激光器相比於(yu) 常規激光係統在結構緊湊性、散熱、光束質量、體(ti) 積以及與(yu) 現有係統的兼容性等方麵具有顯著優(you) 勢，在通訊領域得到廣泛的應用。

      摻稀土光纖為(wei) 增益介質的鎖模光纖激光器可以產(chan) 生高重複率、脈寬為(wei) 皮秒或飛秒量級的超短光脈衝(chong) ，而且其激射波長又落在光纖通信的最佳窗口1.55 μm波段上，是未來高速光通信係統的理想光源。目前，10GHz 與(yu) 40 GHz重複頻率的鎖模光纖激光器已經研製成功。一旦這種通訊網絡鋪設開展，對這類型激光器的需求將是巨大的。

2.4 光纖激光器在醫療上的應用

      現在，用於(yu) 臨(lin) 床的激光器大多是氬離子激光器、二氧化碳激光器和YAG激光器，但通常它們(men) 光束質量不高，具有非常大的體(ti) 積，需要龐大的水冷係統，並且安裝和 維護非常麻煩，而這些恰恰是光纖激光器可以彌補的。因為(wei) 水分子在2 μm有一個(ge) 吸收峰，將2 μm光纖激光器用作外科手術工具可以實現快速止血，減少手術對人體(ti) 組織的破壞。

      超快光纖激光器是目前最活躍的研究領域之一，其在醫療領域也有十分重要的應用。目前，生物醫學專(zhuan) 家已將它作為(wei) 超精密外科手術刀，用於(yu) 視力矯正手術，既能減 少組織損傷(shang) 又不會(hui) 留下手術後遺症，甚至可對單個(ge) 細胞動精密手術或者用於(yu) 基因療法。人們(men) 也在研究如何將飛秒激光用於(yu) 牙科治療。另外，利用其超短脈衝(chong) ，醫學研 究者們(men) 也研究其在醫學成像方麵的應用。隨著各種研究的深入，用於(yu) 醫療的光纖激光器需求也必將迅速增加。

2.5 光纖激光器在軍(jun) 事上的應用

      高功率、高質量激光武器一直是軍(jun) 事領域防禦和進攻武器的研究重點。高功率光纖激光器以其高亮度、小照射麵積、體(ti) 積小等優(you) 點越來越受到重視。另外，在定位、測距、遙感、跟蹤製導和模擬打靶等領域中，光纖激光器作為(wei) 一種有效的工具也備受青睞。

3 我國光纖激光器的發展現狀及根源

      從(cong) 上麵的論述可以看出，我國對光纖激光器的需求是十分巨大的，但目前，我國絕大部分的光纖激光依靠進口，國內(nei) 很少有公司能生產(chan) 性能好的商用光纖激光器，這 也使得我國在光纖激光的應用上遠遠落後於(yu) 國外。是什麽(me) 導致我國的光纖激光產(chan) 業(ye) 化嚴(yan) 重滯後呢？本人認為(wei) 是由於(yu) 我國對研製專(zhuan) 門用於(yu) 光纖激光器的光纖器件滯後所 引起的。

      眾(zhong) 所周知，光纖激光器的構成除了抽運激光器和電路外，其他都是光纖和各種光纖器件。一般認為(wei) ，光纖激光器有5項關(guan) 鍵技術：1) 特種光纖技術；2) 包層抽運耦合技術；3) 光纖光柵技術；4)半導體(ti) 抽運激光器技術；5)光纖激光器整機技術。在這5項關(guan) 鍵技術中，除了半導體(ti) 抽運激光器外，其他4項關(guan) 鍵技術全部與(yu) 光纖技術密切相 關(guan) ，準確地說，是與(yu) 能量光纖技術密切相關(guan) 。而能量光纖技術又是在信號光纖技術的基礎上發展起來的。信號光纖技術主要是為(wei) 光通訊服務的。在國外，當光通信走 入低穀，而光纖激光器取得突破時，很多從(cong) 事光通信光纖器件研製生產(chan) 的企業(ye) 轉向到能量型的專(zhuan) 門用於(yu) 光纖激光器的器件的研製和生產(chan) 。而在國內(nei) ，雖然有很多從(cong) 事 光通信光纖器件研發的企業(ye) ，但直到現在，專(zhuan) 門生產(chan) 光纖激光器用器件的公司仍非常少，而且麵向的市場也大多是國外。正是這種基礎上的空白導致我國光纖激光產(chan) 業(ye) 的滯後。

      所以，大力發展專(zhuan) 門用於(yu) 光纖激光器的光纖器件是我國光纖激光產(chan) 業(ye) 化的必由之路。而發展高功率光纖器件是其中的重中之重，光纖激光器最重要的一個(ge) 發展方向是 往高功率發展，而且用於(yu) 製造高功率光纖激光器的器件必須能承受高功率，普通的用於(yu) 光通信的器件是無法做到的。另外，保偏器件也是其中重點的器件之一，對於(yu) 鎖模光纖激光器，由於(yu) 機械振動引起的激光在諧振腔內(nei) 偏振態的起伏，以及偏振模色散會(hui) 導致脈衝(chong) 振幅的抖動和光波長的漂移。消除這種影響的有效方法是采用全保 偏光纖諧振腔，即使用保偏摻鉺光纖和保偏單模光纖、偏振無關(guan) 隔離器、保偏耦合器和偏振控製器，這些器件的使用可以有效地提高輸出鎖模脈衝(chong) 的穩定性。

4 結束語

      隨著光纖激光器的商業(ye) 化和產(chan) 業(ye) 化，光纖激光器在各領域的應用必將越來越廣泛和深入，而我國想在此次光纖激光的發展大潮中占有一席之地，必然要大力發展專(zhuan) 門用於(yu) 光纖激光器的光纖器件#p#分頁標題#e#