高功率光纤激光器的研发

项目负责人:张新海
技术领域:光学工程/激光技术

项目简介

光纤激光器,是一种以掺稀土元素的玻璃光纤为增益介质来产生激光输出的装置。光纤激光器的结构类似于传统的固体激光器、气体激光器,主要由泵浦源、增益介质、谐振腔三大部分构成。其特点包括:
  1. 光纤激光器具有较高的转换效率、较低的阙值、较高的增益、较窄的线宽、且可方便高效的实现与当前光纤通信系统的连接;
  2. 光纤激光器具有小巧灵活、结构紧凑、性价比较高、且更易于系统集成的特点;与传统的固体激光器、气体激光器相比,光纤激光器的能量转换效率较高、结构较紧凑、可靠性高、且适合大批量的生产;
  3. 与半导体激光器相比,光纤激光器单色性较好、调制时产生较小啁啾和畸变、且与光纤的耦合损耗较小。

应用领域

  1. 工业领域: 光纤激光器正逐步取代传统激光器在激光打标、激光焊接、激光切割等领域的主导地位。取代趋势在欧美及日本市场的进展迅速。我国对光纤激光打标机的需求十分巨大;
  2. 传感领域:在美国和欧洲,基于可调谐窄线宽光纤激光器传感技术被广泛应用于国土安全、重要设施监测、石油、天然气管道监测及水下声纳探测等多领域。我国每年对这种类型光纤激光器的需求量将在数百台以上;
  3. 医疗领域:超快光纤激光器被生物医学专家作为超精密外科手术刀,用于视力矫正手术,既能减少组织损伤又不会留下手术后遗症,甚至可对单个细胞动精密手术或者用于基因疗法。另外,医学研究者们也研究其在医学成像方面的应用;
  4. 军事领域:高功率光纤激光器以其高亮度、小照射面积、体积小等优点,成为战术高能激光武器优先发展技术之一,越来越受到重视。

综上所述,目前高功率光纤激光器已经是一个百亿美元规模的市场,涵盖了包括工业加工的各个
领域和巨大的军事市场潜力,并还延伸至传感和医疗领域。