隨著高亮度泵浦激光二極管的發(fā)展，特別是泵浦半導(dǎo)體材料本身更高的效率使每個發(fā)光點具備了更高的功率，加上在將激光二極管能量耦合進傳輸光纖領(lǐng)域所取得的創(chuàng)新，所有這些進步都在促使光纖激光器向著更高的功率水平邁進。 j4/[Z'5ny  
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最近，高功率光纖激光器技術(shù)所取得的進展與高亮度光纖耦合激光二極管的進步緊密相關(guān)。今天，基于標(biāo)準(zhǔn)商用光纖、組件和976nm激光二極管，實現(xiàn)輸出波長為1μm的千瓦級光纖激光器已經(jīng)成為可能。人眼安全光纖激光器技術(shù)的發(fā)展，表明基于摻銩光纖和790nm泵浦激光二極管技術(shù)，將來很可能在2μm處實現(xiàn)千瓦級光纖激光器。 flCT]ZR  
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高功率激光二極管泵浦模塊 N`
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激光二極管泵浦模塊與光纖激光器間的常用接口是直徑100～200μm的光纖尾纖，其典型的數(shù)值孔徑為0.12～0.22。這些二極管尾纖通常被接入光纖合束器，以進一步提高泵浦功率（見圖1）。 av'm$I|O  
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Seed laser：種子激光 .8YxEnXw)(  
Fiber-coupled pump modules：光纖耦合泵浦模塊（6 ×225W） AQ)gj$ m3  
（6＋1）to 1 combiner：（6＋1）進 1 合束器 6*Z7JiQ0  
Yb-doped LMA fiber：摻鐿大模場面積光纖 'WW:'[Syn'  
High-power endcap assembly and collimator：高功率輸出與準(zhǔn)直器 .I^4Fc}&4  
圖1：基于商用光纖、組件和泵浦二極管的1kW主振蕩功率放大（MOPA）光纖激光器系統(tǒng)。長期以來，直徑100μm的光纖僅用于耦合激光二極管單管。在超過900nm的波長范圍內(nèi)，光纖耦合單管的功率水平已經(jīng)穩(wěn)步增加到10W以上，但在790～810nm的波長范圍內(nèi)，其功率小于10W。雖然目前單管至100/105μm光纖的耦合效率達(dá)90%以上，但由于單管在垂直方向上并未填滿光纖（理論因子為10～20），這使得這種方式在亮度和光纖耦合功率方面都沒有達(dá)到最大值。 QoYEWXT|g  
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千瓦級高功率光纖激光器正在加快發(fā)展，隨著輸出功率的提高，這就需要更高亮度的泵浦模塊，隨之也就需要多個發(fā)光點的二極管陣列。這些新型高亮度二極管陣列具有增加的腔長，并與高亮度匹配微光學(xué)元件相結(jié)合，使單陣列中的多個發(fā)光點耦合入直徑100μm的光纖中成為可能。使用這種方法的最新成果展示通過一種牢固可靠的、經(jīng)過工業(yè)驗證的裝置中獲得了50W的功率輸出，其理論功率極限超過100W。由于采用這種陣列，這種設(shè)計實現(xiàn)了790nm波長范圍內(nèi)的高亮度模塊（如5mm陣列輸出20W，10mm陣列輸出40W）。通過波長鎖定和對光纖激光器的背反射光進行保護，可以往模塊中加入自由空間光學(xué)系統(tǒng)。 \B#tB?rA  
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為了實現(xiàn)千瓦級的輸出功率，光纖激光采用主振蕩功率放大（MOPA）結(jié)構(gòu)，這需要具有更高功率（大于200W）的泵浦模塊。由于這種設(shè)計中使用的光纖的直徑可以增加到200μm，上文中提到的高亮度多陣列模塊，可以作為構(gòu)建模塊（building block）以提高功率。通過光學(xué)疊加和偏振耦合，可將多個單元（6至10個）耦合到單根直徑為200μm、數(shù)值孔徑為0.2的光纖中。激光二極管產(chǎn)生的熱量通過一個大的銅制熱沉散發(fā)出去，從而可以使用工業(yè)用水或高性能半導(dǎo)體制冷器進行冷卻，而不需要使用冷卻微通道疊層所需的去離子水。一個具有四個激光二極管陣列的976nm光纖耦合模塊，能通過200μm的光纖實現(xiàn)超過200W的功率輸出（見圖2）。 @_do<'a 房产| 东方市| 临高县| 德化县| 武义县| 始兴县| 昭通市| 会同县| 南涧| 松桃| 高州市| 克拉玛依市| 柏乡县| 文登市| 贵定县| 榆社县| 康乐县| 徐水县| 辽中县| 胶南市| 类乌齐县| 澄迈县| 南丰县| 扎赉特旗| 清原| 云和县| 新疆| 水富县| 肃宁县| 共和县| 三河市| 景泰县| 龙井市| 南投县| 德安县| 富锦市| 沁阳市| 青铜峡市| 兴山县| 谢通门县| 财经|