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半導體泵浦固體激光器競爭力日益加強

星之球科技 來源:光電信息簡報2013-06-14 我要評論(0 )   

2013年5月在德國慕尼黑光電展同期舉(ju) 行的先進固體(ti) 激光及光纖激光專(zhuan) 家會(hui) 議主要討論了激光技術、激光發展趨勢以及激光器發展前景,吸引了廣大的聽眾(zhong) ,會(hui) 場座無虛席。 此次...

        2013年5月在德國慕尼黑光電展同期舉(ju) 行的先進固體(ti) 激光及光纖激光專(zhuan) 家會(hui) 議主要討論了激光技術、激光發展趨勢以及激光器發展前景,吸引了廣大的聽眾(zhong) ,會(hui) 場座無虛席。

 

  此次會(hui) 議於(yu) 5月14日下午召開,持續三個(ge) 小時,主要分為(wei) 三個(ge) 獨立部分,分別討論了半導體(ti) 陣列泵浦固體(ti) 激光器、光纖激光器以及超快激光器的相關(guan) 研究,分別由來自德國研發和激光器製造的相關(guan) 學術-工業(ye) 應用交叉領域的富有特色的專(zhuan) 家做學術報告,同時也有來自美國Nufern和英國南安普頓大學的相關(guan) 研究人員做專(zhuan) 題報告。

 

  激光會(hui) 議邀請弗勞恩霍夫研究所所長Andreas Tünnermann教授擔任會(hui) 議主席。他做了振奮人心的報告,介紹了最新固體(ti) 激光器和光纖激光器製造工業(ye) 日益增長的重要性,其意義(yi) 隨激光光子學呈指數形式增長。

 

  他總結到,“在過去數年間,半導體(ti) 陣列泵浦固體(ti) 激光器已經成為(wei) 一種有競爭(zheng) 力並且輸出功率可調的激光器設計方案,在科研和工業(ye) 領域有著廣泛的應用。我們(men) 已經獲得了連續運轉輸出能量在10千瓦量級,電光效率高達30%的激光器,包括先進的光纖激光器、碟片激光器、板條激光器結構。”

 

  “至於(yu) 脈衝(chong) 運轉方式,已有報道產(chan) 生了千瓦級輸出功率的飛秒激光器。光纖激光器和光纖放大器為(wei) 此成就做出了突出貢獻,將會(hui) 特別回顧和討論。此外,市場發展也是討論的一個(ge) 子議題。”

 

  增長的需求

  首位做有關(guan) DPSSL(半導體(ti) 泵浦激光器)報告的演講者是來自德國通快公司的Waldemar Sokolowski,他的報告題目為(wei) 《基於(yu) 材料加工的1kW功率多程激光平台》。報告中指出了工業(ye) 發展需要更高功率的激光和更通用的激光解決(jue) 方案,而通快公司對此有著許多新的研究發現。

 

  他總結到,“我們(men) 通常所聽到的工業(ye) 需求是,許多生產(chan) 商在尋找一種通用的激光,能夠滿足所有種類的材料加工。但是,通快公司的實驗研究表明,不同種類的材料加工應用實際上需要不同種類的激光作為(wei) 加工工具。”

 

  Sokolowski說:“在加工過程中有著諸多影響因素——例如材料類型、材料厚度、加工質量需求以及產(chan) 品的結構,這意味著解決(jue) 方案應該是不一樣的。”

 

  接下來Sokolowski向與(yu) 會(hui) 人員介紹了通快公司的涵蓋各種激光器類型的最新產(chan) 品:Trudisk1000,其特征參數有:背向反射高度不靈敏、模塊化設計、能量可調諧範圍2kW、適用於(yu) 極端寒熱環境。

 

  盡管Trudisk1000的能量暫時不能升級,其總效率高達30%,並有著單塊集成電路設計和高背向反射容納度,與(yu) TruDiode 903指標類似。這類激光有著廣泛的應用範圍,如釺焊、焊接、切割、沉積、硬化、快速成型製造。

 

 

片狀激光器

  德國航空中心研究所技術物理所所長Adolf Giesen介紹了片狀激光器的眾(zhong) 多優(you) 勢。

 

  “此項技術的商業(ye) 化可以分為(wei) 三個(ge) 關(guan) 鍵領域:多模高功率激光、脈衝(chong) 薄片激光器和係統小型化研究。”

 

  “在第一個(ge) 領域中,現在已有基於(yu) 單薄片的輸出功率10千瓦級多模激光係統,以及其他基於(yu) 不同結構的輸出功率為(wei) 幾千瓦量級的激光係統。”

 

  “在第二個(ge) 領域中,又細分為(wei) 三個(ge) 子領域:鎖模振蕩器,提供平均功率為(wei) 80W,脈寬為(wei) 800fs的輸出;再生放大器提供重頻100kHz,脈寬400fs,單脈衝(chong) 能量40μJ的輸出,或者以腔倒空方式獲得30ns,能量80mJ,功率750W的激光輸出;小型化係統基於(yu) 一個(ge) 手機大小的直流供電單元,以532nm波長傳(chuan) 遞3W能量。”

 

  Giesen同時介紹了在薄片激光研究和發展中取得的技術突破,“新加坡南洋理工大學的Peng,Lim,Cheng,Guo,Cheah 和Lai的研究小組的名為(wei) 《1.1kW近基模Yb:YAG薄片激光器》的科研論文即將發表於(yu) 光學快報。”Giesen如是說。

 

  他還引用了Jenoptik的最新研究進展,後者搭建了一台名為(wei) JenLas D2飛秒再生薄片激光器,並提出所謂變化薄片的概念。在研究方麵,Giesen高度讚揚了Max Born研究所和加爾興(xing) MPQ的研究成果,前者獲得了能量為(wei) 1J,脈寬5ps的Yb:YAG薄片CPA係統;後者采用了同樣的介質,獲得了3kHz重頻、脈寬1.6ps、單脈衝(chong) 能量28mJ的激光輸出。

 

  Giesen總結到,在薄片激光器研究領域有著積極的進展,包括幾個(ge) 傳(chuan) 輸100kW級功率的激光係統模型,如最有可能實現的高功率“人眼安全”模型,和耦合更大激光能量範圍,獲取千焦耳級輸出(相幹公司)。

 

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