光纖激光器內部結構

全光纖激光器的典型光路結構和光纖功率合成技術

圖1A是一種典型的單端泵浦連續單模大功率全光纖激光器的光路示意圖。單端泵浦結構簡單，但有源區增益呈指數衰減，分布極不均勻，適合功率不是非常高的情況。

圖1B為典型的雙向泵浦連續單模大功率全光纖激光器的示意圖。雙向泵浦結構相對復雜，但有源區增益分布均勻性得到改善，可實現更高功率輸出。

目前全光纖激光器單模連續輸出功率已經達到2000W。

圖2為采用光纖功率合成技術制作多模光纖激光器的光路示意圖，采用這種技術，可將多個單模連續光纖激光器的輸出功率合成起來，獲得數萬瓦或更高的光功率輸出并且光束質量良好。

人們正在發展的相干合成技術，有望采用這種方式實現光纖激光器的相干合成，實現光纖激 光器萬瓦量級的單模連續輸出。

光纖激光器發展前景

光纖激光器是近年來發展起來的一種新型激光器件，也是目前國內外光電信息領域研究的熱點技術之一。因在光學模式、使用壽命等方面的優點，光纖激光器已成為新一代固體激光器的代表，在國內外得到了廣泛研究和迅速發展，有著廣闊的發展前景。

光纖激光器以光纖作為波導介質，耦合效率高，易形成高功率密度，散熱效果好，無需龐大的制冷系統具有高轉換效率、低閾值、光束質量好和窄線寬等優點。光纖激光器通過摻雜不同的稀土離子可實現380—3?900?nm波段范同的激光輸出，通過光纖光柵諧振腔的調節可實現波長選擇且可調諧。

與傳統的固體激光器相比，光纖激光器體積小，壽命長，易于系統集成，在高溫高壓，高震動，高沖擊的惡劣環境中皆可正常運轉，其輸出光譜具有更高的可調諧性和選擇性醫療及生物市場的強勁需求驅動了飛秒（超快）激光技術在分析儀器應用方面的快速發展。

光纖激光器的很大一部分應用可以走到超快激光。而且光纖激光器的生產廠商也著重從尺寸小巧方面推薦光纖的應用。

光纖激光器行業發展趨勢

光纖激光器因其高效率及低維護運營成本等優勢逐漸受到激光系統集成商的青睞，已經或正在許多應用領域替代CO2 激光器和其他固體激光器，對激光器市場產生了革命性的改變，推動全球激光市場的不斷發展。隨著光纖激光器在工業加工領域的應用范圍不斷擴展，未來幾年內，光纖激光器行業將會出現五大發展趨勢：

（1）向更高功率方向發展在船舶、航天等高新技術領域需求和增材制造技術廣泛應用的推動下，更高輸出功率成為光纖激光器發展的主要研究內容之一，光纖激光器的輸出功率將從百瓦級、千瓦級向萬瓦級發展。預計通過采用更高功率的泵浦源、更先進的特種光纖設計和高功率光纖合束技術，光纖激光器輸出功率將達到數萬瓦級。配置千瓦至數萬瓦的大功率光纖激光器的工業裝備將會成為高端制造業的主流設備。

（2）向高平均功率、高峰值功率的脈沖光纖激光器發展在激光的許多應用中，例如激光深雕、激光清洗等需要高平均功率、高峰值功率的脈沖光纖激光器，將高光束質量、小功率的激光器作為種子光源，雙包層光纖作為放大器，容易獲得高平均功率、高脈沖能量的脈沖激光輸出，是目前行業研究的熱點和難點。

（3）向超短脈沖光纖激光器方向發展在激光精細加工領域，例如脆性材料打孔、藍寶石玻璃切割等，需要超快超短脈沖光纖激光器。目前，中高功率的超快超短脈沖光纖激光器是研發的熱點。

（4）向更高亮度方向發展高光束質量的高功率光纖激光器在科研和軍事領域需求旺盛，主要用戶為科研機構、高等院校和政府部門。目前，國外發達國家把高光束質量的大功率光纖激光器作為戰術激光武器的首選光源，軍事等特殊需求將促使光纖激光器在向更高功率發展的同時向更高亮度方向發展，即在提升輸出功率同時保持光纖激光器輸出光束質量。

（5）向模塊化、智能化方向發展為了適應市場上對于激光器多種需求，光纖激光器將逐漸走向系列化、組合化、標準化和通用化。利用有限的規格和品種，通過組合和搭配不同模塊，縮短新產品開發周期，提高產品的穩定性和可靠性。同時，通過采用先進的通信技術和設計理念，實現光纖激光器的遠程診斷、遠程維修、遠程控制以及數據統計，通過對光纖激光器運行狀態的實時監控，提前發現和處理產品潛在的故障，從而為客戶提供更好的產品服務。

責任編輯：YYX