編者按:作為(wei) 第三代激光器技術,光纖激光技術的發展與(yu) 商用化才短短幾年已取得市場的普遍認可。本文將從(cong) 光纖激光器在工業(ye) 、傳(chuan) 感器、通訊、醫療以及軍(jun) 事等幾個(ge) 方麵闡述其應用。
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、激光焊接、激光切割等領域的主導地位。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、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。
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。
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。#p#分頁標題#e#
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。
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。
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