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光纖激光器挑戰傳統激光器

星之球科技 來源:華工2012-06-17 我要評論(0 )   

近日,國際光纖激光器SEPNET會(hui) 議召開。大會(hui) 主席和SEPNET總監John Lincoln表示,擴展光纖激光器的性能將是維持其高速增長的關(guan) 鍵,開發更多新的應用、取代傳(chuan) 統氣體(ti) 和固態...

      近日,國際光纖激光器SEPNET會(hui) 議召開。大會(hui) 主席和SEPNET總監John Lincoln表示,擴展光纖激光器的性能將是維持其高速增長的關(guan) 鍵,開發更多新的應用、取代"傳(chuan) 統"氣體(ti) 和固態半導體(ti) 激光源。

 

  "紫外超連續"光纖激光器

 

  總部位於(yu) 南安普敦的Fianium公司總監Anatoly Grudinin,其專(zhuan) 長領域是超速光纖激光器。他在大會(hui) 上表示"觀察今天的光纖激光器,我們(men) 就能理解光纖激光器的關(guan) 鍵物理過程。我們(men) 已開發出一項成熟的技術,將為(wei) 發展性能更高和成本更低的光纖激光器打下良好的基礎"。

 

  "對於(yu) 很多消費電子產(chan) 品的發展來說,未來材料加工的關(guan) 鍵在於(yu) 超快光纖激光器的一體(ti) 化,其特征為(wei) :脈衝(chong) 寬度更窄、發熱更少和整體(ti) 性能更高。這就意味著使用壽命和產(chan) 量更高,成本更低,脈衝(chong) 寬度和波長更穩定,並且不需要在係統性能和成本之間進行妥協"。

 

  "超快光纖激光器和超連續光源極有可能發展成為(wei) 生物醫學應用中的關(guan) 鍵技術。超快激光器的工業(ye) 市場參透率的速度取決(jue) 於(yu) 皮秒激光器的成本與(yu) 納秒激光器成本相當速度。"

 

  Anatoly Grudinin預測,他所稱之為(wei) "紫外超連續"光纖激光器在高功率模式下輸出低於(yu) 390nm激光束,在低功率模式下輸出低於(yu) 350nm的激光束。"2012年,我們(men) 已經開發出10W超連續模式",他說道,"我們(men) 也在實驗室中證明了20W模式的可行性"。

 

  更低的重複率將成為(wei) 可能,Fianium計劃開發一種頻率為(wei) 80MHz的單脈衝(chong) 源,達到80MHz頻率光源。通過使用1064nm飛秒光源泵浦光子晶體(ti) 光纖(PCF)可以實現所謂的"飛秒超連續"光源。

 

  重複率係統提供從(cong) 450nm到高於(yu) 2000nm的波長範圍,總輸出功率大於(yu) 200mW。類似激光束適用於(yu) 低準直、光束控製和有光斑衍射極限的應用。整套係統的一鍵控製與(yu) 便攜型使它非常適合於(yu) 集成在各種光學平台和其他光學儀(yi) 器中。

提升功率限製

 

  通快集團下屬 SPI Lasers公司表示其正在努力提升光纖激光器的功率限製,SPI創新性的側(ce) 泵浦更優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統激光器中使用的端麵泵浦技術。

 

  Steve Norman表示,"側(ce) 麵泵浦優(you) 越是因為(wei) 避免了局部泵浦,可靠性高、功率範圍廣和允許多端口泵浦。另外,如果我們(men) 想要從(cong) 光纖那獲得更高的功率,側(ce) 麵泵浦至關(guan) 重要"。他表示SPI光纖激光器GT波設計,在稱之為(wei) 全光纖一體(ti) 化激光器結構中,泵浦光纖與(yu) 激光產(chan) 生光纖相結合。

 

  在SPI探索高功率光纖激光器的最佳設計的過程中,它確立了5個(ge) "設計臨(lin) 界點":

 

  (1)光學子係統優(you) 化--熱量和模式管理,包括泵浦輸入和輸出信號以及"雜散"功率控製管理;

 

  (2)牢牢控製包括成本在內(nei) 的泵浦激光器規格;

 

  (3)重視激光器中所使用的光纖類型,確保能避免光衰減;

 

  (4)仔細選取其他的激光器元件,如FGB、電鍍、觸控元件和光學元件;

 

  (5)動態控製功率和調整。

 

 

  光纖激光器知名廠家新產(chan) 品紛紛投入市場,向光纖激光器領跑者IPG Photonics發起挑戰。Steve Norman展示SPI激光器的最新產(chan) 品型號,其中包括有500W、 750W和1kW"K1 OEM / Red Power"係列,這些產(chan) 品都是基於(yu) 單模/多模傳(chuan) 輸光纖的泵浦激光腔。

 

  提到激光應用市場爭(zheng) 奪戰時,Steve Norman表示,"目前,1微米光纖激光技術更優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統的CO2激光器技術--其能夠提高2D和3D切割和焊接應用中的穿透力。光纖光源的功率密度幾乎是CO2光源的100倍;對於(yu) 薄材料來說,切割速度更高,切割質量更好;光纖激光器也能夠加工反光材料,比傳(chuan) 統激光器的節能水平更高,成本更低"。

光纖處理

 

  來自Optek Systems的Mike Osborne做了一個(ge) 題為(wei) "借助高功率光纖創造新一代光源及元件"的演講,內(nei) 容覆蓋:將光子融合到光纖中,移去多餘(yu) 的光子,集合多個(ge) 光纖和二極管,控製光纖激光器產(chan) 生的光子以及阻止多餘(yu) 的光子重複出現。

 

  Optek Systems供應激光加工工具和轉包激光器機械服務。服務範圍涵括歐洲、美國和亞(ya) 洲,Optek Systems已經在以上地區安裝了精密加工設備--包括在無塵室到建築工地等生產(chan) 環境中安裝光纖處理和生產(chan) 設備。

 

  高精密加工

 

  來自赫瑞瓦特大學(Heriot-Watt University)工程與(yu) 物理科學學院光子學與(yu) 量子論學會(hui) 的Duncan Hand做了題為(wei) "高精密加工--短或超短脈衝(chong) ?"的演講。

 

  Duncan Hand演講的主要內(nei) 容有:超短脈衝(chong) 提供"非熱量"加工,當加工易碎材料時,能避免破裂問題;橫向尺寸能小於(yu) 衍射極限;短脈衝(chong) 有助於(yu) :降低激光成本,工業(ye) 上能完善激光係統;可實現亞(ya) 微米結構和垂直結構;表麵加工的最佳選擇;但是,超快速脈衝(chong) 並不總是高精密結構(如,如果要求高質量表麵性能時)的最好解決(jue) 方案。

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