新概念“ 拉曼光纤激光器”

浪起激光2014-11-2973576

 拉曼光纤激光器已经能够达到几百瓦的功率水平。然而在拉曼光纤中,波分复用(WDM)组件通常对泵浦[半导体泵浦激光器的类别]和种子激光进行合束,从而使该组件成为实现更高功率的瓶颈。同样地,用于泵浦1178nm拉曼光纤放大器(倍频至589nm,用于自适应光学望远镜在上层大气中产生钠导星)的1120nm镱(Yb)光纤激光器,也深受放大自发辐射(ASE)和1060nm处寄生激光的影响,严重限制了1120nm光纤激光器的输出。

为了解决这些问题,并创建高功率1120nm光纤激光源,中国科学院上海光机所(SIOM)的研究人员已经开发出了一种集成的掺镱拉曼光纤放大器(YRFA)架构,解决了拉曼光纤激光器和/或长波长掺镱光纤激光器的功率提升问题。[1]放大器采用一段掺镱光纤、其后跟随一段拉曼增益光纤的结构,两段光纤均采用双波长激光器作为种子源,以避免寄生激光和对波分复用组件的需求。

多波长种子源

YRFA包含一段4m长的掺镱增益光纤,以及用作拉曼转换器的一段20m长的掺锗(Ge)光纤,种子源为1120nm的掺镱光纤激光器,同时也包含1070nm的光。该双波长发射器(1120nm和1070nm波长的功率水平可调)通过一个(6+1)×1的市售保偏合束器与六个976nm的激光二极管进行合束,随后直接与放大光纤熔接。

合束器后的泵浦功率为390W(976nm);976nm二极管泵浦掺镱光纤段,以放大1070nm的光。在YRFA的输出端,上海光机所自主研发的包层模消除器去除残余的976nm泵浦光,输出光纤的8°切割角抑制了寄生振荡。 [国内光纤激光器研究进展史]

对只掺镱的光纤放大器的模拟表明:只采用1120nm的种子激光,产生的前向和背向ASE仅分别比1120nm激光输出低31dB和22dB。然而,当种子激光器的输出调整为功率为38W的1120nm激光和2W的1070nm激光时,ASE被抑制到比信号低55dB和42dB的水平,这表明多波长种子激光能够有效地抑制ASE。

在该集成的放大器装置中,镱光纤段基本上是作为掺锗光纤段的输入。对于38W/2W(1120nm/1070nm)的双波长种子光,1070nm和1120nm的激光输入均在第一根2.7m的掺镱光纤中放大。之后,1070nm的信号达到最大值,并开始通过拉曼转换为1120nm。这种拉曼频移沿掺锗光纤的长度方向持续,在输出端,信号光接近99%的1120nm光。在实验中,1120nm的光达到301W的功率水平,仅受限于泵浦功率。初始1120nm种子激光的线宽为1.6nm,由于光纤段内纵向模式的四波混频,在经过完全放大后线宽展宽到3.3nm。

目前,掺镱光纤激光器可以产生千瓦甚至数十千瓦的衍射极限输出,通常使用主振荡器功率放大器架构。通过利用双波长激光器取代主振荡器,以及在功率放大器的末端增加拉曼光纤段,YRFA实现了完整的架构;研究人员认为实现高于千瓦级的拉曼光纤激光器是可能的。

“事实上,我们最近已经获得了波长为1120nm的千瓦级拉曼光纤激光器,”上海光机所的激光技术研究员冯衍说道,“我们提出的激光器结构允许进一步提升拉曼光纤激光器的功率,并且由于拉曼光纤激光器的波长多样性,其几乎具备在1~2μm的任何波长处输出高功率激光的能力。” 

本文链接:https://www.goldlaser.cn/Read/414.html 转载需授权!

  • 金属深雕雕刻用多少瓦的激光打标机

    金属深雕雕刻用多少瓦的激光打标机

    核心结论:对于金属深雕,通常推荐使用≥100W的光纤激光打标机,主流选择在100W到300W之间,对于工业级大批量深雕,甚至会用到500W至1000W的设备。下面为您详细分解:影...

    阅读学习2025-09-15
  • 使用脉冲激光清洗机需要注意什么?

    使用脉冲激光清洗机需要注意什么?

    适用于哪些精密零件场景?脉冲激光清洗在以下精密制造领域应用广泛:模具行业:注塑模、压铸模、橡胶模的脱模剂残留、积碳、氧化物清洗,不影响模具精度。电子行业:PCB电路板除氧化、焊盘清洗、引线框架清洗。航...

    阅读学习2025-09-14
  • 为什么脉冲激光清洗机非常适合精密零件?

    为什么脉冲激光清洗机非常适合精密零件?

    与传统清洗方法(如化学溶剂、喷砂、超声波)相比,脉冲激光清洗在精密零件应用上具有无可比拟的优势:超高精度和非接触式清洗:非接触:激光清洗不产生机械应力,不会磨损或损伤精密的基底材料。这对于薄壁件、微细...

    阅读学习2025-09-14
  • 脉冲激光清洗机出口销量怎么样?

    脉冲激光清洗机出口销量怎么样?

    脉冲激光清洗机的出口销量近年来呈现积极增长态势,尤其在2025年,中国相关企业的海外市场表现亮眼。下面是一个主要信息的梳理:方面详情来源全球市场增长趋势全球高功率脉冲光纤激光清洗机市场规模2024年约...

    阅读学习2025-09-12
  • 使用激光除锈机要做好安全防护

    使用激光除锈机要做好安全防护

    上一篇关于“激光除锈机对人有什么伤害?”的文章,提示我们在使用过程中还是有一定的风险激光除锈机如何安全防护?(至关重要)为了完全避免上述伤害,必须严格遵守以下安全规程:眼部防护:必须佩戴专门为该激光设...

    阅读学习2025-09-09
  • 激光除锈机对人有什么伤害?

    激光除锈机对人有什么伤害?

    当然有,如果操作不当,缺乏防护,激光除锈机可以对人体造成伤害。但重要的是,这些伤害完全可以通过严格的安全规范和佩戴正确的防护装备来避免。正规厂家生产的激光除锈设备本身会配备多重安全措施。以下是激光除锈...

    阅读学习2025-09-09
  • 1500瓦连续激光除锈机和200脉冲激光清洗机哪个效果好?

    1500瓦连续激光除锈机和200脉冲激光清洗机哪个效果好?

    这是一个非常专业且常见的问题。简单来说,没有绝对的“哪个更好”,只有“哪个更适合您的具体应用”。1500瓦连续激光清洗机和200瓦脉冲激光清洗机是两种完全不同技术路线的设备,它们的应用场景有显著区别。...

    阅读学习2025-09-08
  • 激光除锈机出口的挑战与考量

    激光除锈机出口的挑战与考量

    尽管前景乐观,但出口过程中也存在一些挑战:国际竞争激烈:尤其是在高端市场,需要直面与拥有技术先发优势的欧洲企业的竞争。市场教育与认知:尽管增长迅速,但激光除锈在全球除锈市场中的份额目前仍相对较小(20...

    阅读学习2025-09-07
  • 激光除锈机出口增长的驱动因素

    激光除锈机出口增长的驱动因素

    激光除锈机出口,特别是中国产品的出口增长,主要得益于:成本优势日益凸显:近年来,激光除锈机的价格呈现“跳水式”下降。例如,3000瓦的激光除锈机从2020年的21万元/台降至2025年的3.8万元/台...

    阅读学习2025-09-07
  • 激光除锈机销量快速增长

    激光除锈机销量快速增长

    激光除锈机销量快速增长,主要得益于以下几点:设备成本大幅降低:如前所述,高功率激光器实现国产化并量产,取代进口,导致设备价格“跳楼式”下降27。这使得投资回报周期缩短,越来越多的企业买得起、用得上。技...

    阅读学习2025-09-02

猜你还喜欢这些...