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中心波长532nm,脉冲能量5uJ,脉宽5ps。
应用包括金属表面处理、透明材料、玻璃、蓝宝石、塑料、显示屏和电子材料加工。
这十年来,光纤激光技术已迅速成为1微米波长的材料加工应用中的主要候选技术,尤其在标刻应用中,光纤激光器已占据激光源的三分之一。光纤激光源为用户提供简洁的低成本解决方案,无需维护,降低产权方案的成本。对...
光纤是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维,其导光原理是利用光的全反射原理,即当光以大于临界角的角度由折射率大的光密介质入射到折射率小的光疏介质时,将发生全反射,入射光全部反射到折射率大的光密介质,...
首先瑞科没有高功率激光器,比如5000W,6000W的,在超高功率上,IPG的优势明显。你想了解的应该是低功率的吧,首先你的用户肯定希望你给他们的设备上配的是IPG的,有品牌,心里的安全感强。其实现在...
全光纤窄线宽脉冲激光器
介绍了一种全光纤窄线宽脉冲激光器。该激光器由两部分组成,即脉冲光纤激光器种子和由隔离器、耦合器以及光纤光栅组成的窄线宽脉冲提取装置。脉冲光纤激光器种子是基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)为锁模机制的全光纤被动锁模激光器,输出脉冲的光谱宽度约为3 nm。窄线宽脉冲提取部分对脉冲光纤激光器种子输出脉冲的光谱进行提取、窄化,输出脉冲的光谱宽度约为0.1 nm。该激光器操作简单、设备简易,为全光纤结构;不仅可以输出窄线宽光脉冲序列,而且同时还可以输出脉冲光纤激光器种子的光脉冲序列,极大地拓展了脉冲光纤激光器的应用范围。
高功率线偏振皮秒脉冲掺镱全光纤激光器
高功率线偏振皮秒脉冲激光光源在工业加工、相干光束合成和非线性光学等领域有广泛的应用。报道了基于半导体可饱和吸收镜锁模的高功率线偏振皮秒脉冲掺镱全光纤激光器。激光器采用两级主振荡功率放大(MOPA)结构。种子源采用环形腔结构,在抽运功率为200mW时,获得了重复频率为40MHz、脉冲宽度为20ps的锁模脉冲输出,平均输出功率为12mW,中心波长为1038.2nm,光谱宽度为1.7nm,光谱明显的陡沿结构表明在全正色散光纤激光器中形成了耗散孤子。经过两级双包层保偏掺镱光纤放大器,获得了平均功率为5 W的输出,相应的单脉冲能量和峰值功率分别为125nJ和6.25kW。在最大输出功率时,没有出现受激拉曼散射等非线性现象,此时激光脉冲光谱宽度为3.1nm,脉冲宽度为20ps,偏振消光比为20dB。
调 Q 的原理是在激光器内加入一个损耗可调节器件,在大部分时间区域内,激光器的损耗很大,几乎无光输出,在某一个极短的时间内,减小器件的损耗,从而使激光器输出一个强度极高的短脉冲。可以通过主动或者被动方式实现调 Q光纤激光器。主动技术一般是在腔内加入一个强度调制器,来控制激光器的损耗。被动技术是利用饱和吸收体或者其它非线性效应例如受激拉曼散射、受激布里渊散射等形成调 Q 机制。一般通过调 Q 方法产生的脉冲在纳秒量级。若想产生更短的脉冲则可以通过锁模方法实现。
可以通过主动锁模或者被动锁模方法来产生超短脉冲。受限于调制器的响应时间,主动锁模产生的脉宽较宽一般为皮秒量级;被动锁模利用的是被动锁模器件,响应时间很短,可以产生飞秒量级的脉冲。下面简单介绍一下锁模原理。 一个激光谐振腔里面有着无数个纵模,对于环形腔来说,纵模频率间隔等于/CC L ,C 为光速,CL 为信号光在腔内往返一周的光程长度。一般来说光纤激光器的增益带宽较大,会有大量的纵模同时运转,激光器所能容纳的模式总数取决于纵模间隔 ∆ν 和增益介质的增益带宽。纵模间隔越小,介质的增益带宽越大,则能支持的纵模数越多。反之,则越少。
对于光纤激光器来说,输出光场的特性取决于纵模的相位特性。如果所有模式相互独立,其相位间没有确定的关系,激光器的输出特性是多纵模振荡;如果所有模式有确定的位相关系,则输出的激光信号是超度脉冲,且峰值功率较大。
当激光器处于多纵模振荡时,激光频谱是由等间隔纵模构成,振幅是无规则的,相位在 −π 到 π 之间随机分布;在时域内,其相位也是在一定范围内无规则起伏,导致强度分布类似噪声。当用响应时间为 T 的器件探测此激光器的光强时,接收到的光强 I (t )是所有满足激光器振荡条件的所有纵模光强的叠加。
由于各纵模之间相位彼此相互独立无特定的位相关系,所以各纵模之间的相干项在时间平均下为零,输出光强是各个纵模平均输出光强之和,不会出现相干脉冲输出,此即为多模自由振荡激光器。
与多模自由振荡激光器相反,如果能采取合适的措施,使相互独立的纵模在相位上存在一定的关系,即使得相邻纵模的位相差为一常数,则激光器的输出特性将大为不同,将会输出脉宽极窄、高峰值功率的脉冲。
脉冲之间的光强接近于 0。也可以通过频谱分析仪观察锁模脉冲序列,如果激光器锁模后,则频谱仪会出现一系列稳定的等间距的尖峰,间距就是腔内的纵模间隔。如果激光器是自由振荡,则频谱仪上的信号是一些列不稳定无规则的尖峰。
由于孤子激光器的功率低,脉宽较宽且有克利边带,要输出更高功率,更短的脉冲,一个方法就是引入展宽脉冲光纤激光器,也叫色散管理孤子光纤激光器,其基本原理就是在激光谐振腔中引进正负色散两种光纤进行色散管理,这样谐振腔中的脉冲来回振荡的时候被周期性地展宽压缩,减少了一个周期内累积的非线性相移,可以提高激光器输出的单脉冲能量,用这种方法可以产生纳焦的飞秒脉冲。同时由于腔内色散是变化的,克利边带将无法产生,得到底座小的高质量脉冲(剩下的底座是高阶色散引起)。要用这种结构产生增益带宽极限的脉冲,腔内和腔外的色散均需要优化。
随着光纤激光器的快速发展,其应用范围越来越高,目前主要的市场应用为工业材料加工领域。
首台10 kW的单模输出的光纤激光器,其总体效率超过25%;光纤激光器产品的多模输出功率已经达到数万瓦;超快脉冲激光的峰值功率已经接近1 GW;德国弗劳恩霍夫技术研究所研制出平均400 W的飞秒激光器;英国巴斯大学实现了400~2 400 nm的超连续光谱光源,输出功率大于10 W等,都极大地推动了光纤激光器在应用领域的发展。
随着光通信网络及相关领域技术的飞速发展,光纤激光器技术正在不断向广度和深度方面推进。相关技术的进步,特别是以光纤光栅、滤波器和光纤技术等为基础的新型光纤器件等的陆续面世,将为光纤激光器的设计提供新的思路和方法。尽管目前多数类型的光纤激光器仍处于实验室研制阶段,但已经在实验室中充分显示出了优越性。
光纤激光的工业应用,已经从低功率(百瓦级)的打标、雕刻向更高功率(千瓦级到万瓦级)的金属和陶瓷的切割、焊接等方面发展。在汽车和造船等行业中,结构紧凑、使用方便的高功率光纤激光器具有巨大的市场潜力。可以预见,光纤激光器必将在未来的光通信、军事、工业加工、医疗、光信息处理、全色显示和激光印刷等领域中发挥重要作用。 解读词条背后的知识
时域上, 超短脉冲激光产生是开展时-频域精密控制的前提和基础. 至今,小于 5 fs 的锁模钛宝石激光器已有报道,经过腔内色散啁啾补偿,脉冲宽度达到光周期量级. 这样的超短脉冲,可以广泛应用于研究高功率脉冲情况下的各种非线性现象.然而, 由于受本身结构和成本的制约,超短脉冲固体激光器大多用于科学研究. 自 1960 年 实现将铒,钕,铥等稀土离子掺进玻璃中后,光纤激光器的研制就成为了可能.不久 以后,钕离子成功的被掺杂到了光纤波导的芯径中.由于钕离子作为激光增益介质具 有很高的效率,所以,早期的光纤激光器都是以钕离子为基础,工作波长为 1064 nm. 直到 1980 年,铒离子掺杂技术的成熟,基于掺铒离子的光纤激光器越来越受到人们的 关注.最主要的原因就是掺铒光纤激光的工作波长在 1550 nm 附近,正好对应于单模 光纤的最小损耗波段,非常适用于光纤通信系统.之后,其它波段的掺稀土离子,例 如掺钬,掺铥,掺镱,掺镨的光纤同样研制成功,将光纤激光器的输出波长扩展到其 它波段.近几年来,得益于半导体泵浦激光器和光纤高掺杂技术的发展,基于掺稀土 离子的超短脉冲光纤激光器越来越受到人们的重视.光纤激光器由于其在结构,成本 上的优势,已经在科学研究和工业生产中得到了广泛的应用.目前为止,报道的最窄 的光纤激光器的脉冲宽度为 28 fs. 相对于传统的固体激光器,光纤激光器具有不可比拟的优势.光纤激光器掺杂技 术简单,激光传输损耗低,与泵浦光耦合效率高.光纤激光器采用光纤作为传输介质, 可以与其它光纤器件兼容,减少了激光器所占的空间.而且光器件之间采取直接熔接 的方式,相对于固体激光器而言无需复杂的光路调整系统.由于光通信器件的成熟, 激光器成本也可以大大降低.一般单模光纤的芯径为 8 μm, 所以光在芯径内传播时的 功率密度通常很高,非线性作用很强,非常适合用于产生锁模振荡器.