光纖激光器作為(wei) 第三代激光技術,由於(yu) 采用了雙包層分叉光纖和高功率的多模 半導體(ti) 二極管輸出功率已經實現 10,000W,應用範圍已突破狹窄的光纖通訊網絡,在激光加工、激光醫療等行業(ye) 得以日益廣泛的應用。
光纖激光器具有絕對理想的光束質量、超高的轉換效率、完全免維護、高穩定性以及體(ti) 積小等優(you) 點,將對我們(men) 傳(chuan) 統的激光行業(ye) 產(chan) 生巨大而積極的影響,從(cong) 而改寫(xie) 光應用的曆史篇章。
上世紀 80 年代晚期,偏振公司(Polaroid Corp. Cambridge, MA)和英國南安普敦大學研製出了雙包層泵浦的光纖激光器。在這些激光器中,一根玻璃層環繞光纖纖芯,作為(wei) 光纖包層限製激 光在摻雜離子的單模纖芯內(nei) 傳(chuan) 輸,同時它又與(yu) 外層低折射率的外包層構成泵浦光的多模波導層。這種獨特的光纖設計可以將高能量的多模半導體(ti) 激光耦合到玻璃內(nei) 包層裏,從(cong) 而取代傳(chuan) 統意義(yi) 上將單模低功率的泵浦光直接耦合到單模纖芯的泵浦方式。
現在,光纖激光器是由很長的摻雜雙包層光纖和高可靠性、多模、單發光體(ti) 半導體(ti) 激光器組成,該半導體(ti) 激光器為(wei) 光纖外包層提供泵浦光。這些單發光結構的半導體(ti) 二極管的壽命高出條行結構的半導體(ti) 二極管 10到 100 倍,是高可靠性和免維護運行的關(guan) 鍵所在。目前,基於(yu) 相同可靠性設計的通訊產(chan) 品用的半導體(ti) 泵浦激光器在 5W、25度室溫下測試說明 MTBF 值超出 20 萬(wan) 小時。此外,在與(yu) 其他種類相同功率單模(TEM00)激光器相比,光纖激光器具有獨特的優(you) 勢,特別在工業(ye) 應用領域。主要包括:高牆插(電源)效率、緊湊設計、易於(yu) 進行光傳(chuan) 輸和冷卻係統集成以及能提供長達 1 萬(wan) 小時連續出光而無須任何人為(wei) 看管的免維護運行。
光纖激光器隻消耗相當於(yu) 1%的燈泵激光器所需電能,同時其效率是半導體(ti) 泵固體(ti) 激光器(Nd激光係統)的兩(liang) 倍以上。更高的效率、更長的使用壽命、更少的維護結合起來使得光纖激光器的擁有者的成本富有極強的吸引力。光纖激光器在那些要求近紅外高光束質量的激光器應用中大有用武之地。他們(men) 會(hui) 對小的聚焦光斑、高的功率密度有特殊的興(xing) 趣,如桌麵式的生產(chan) 。一束 100W的激光輸出光斑可以被聚焦到 5um那麽(me) 小,這相當於(yu) 亮度是 109W/cm2。現在光纖激光器的應用定位包括:選擇性的焊接、標刻、各類藝術成像、退火、微機械器件的折曲、1~2mil不鏽鋼部件的切割等應用。
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