Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 Department of Physics and Chemistry, PLA Army Academy of Special Operations, Guangzhou 510507, China
3 Zhengzhou Research Institute of Harbin Institute of Technology, Zhengzhou 450000, China
We demonstrate a high power, Er:LuAG single-longitudinal-mode laser in an anti-misaligned resonator. Based on the Faraday effect, a 1.61 W single-longitudinal-mode (SLM) laser is obtained with the double corner-cube-retroreflector (CCR) structure, and the tunable wavelength is 1649.2–1650.3 nm. Additionally, we investigate the anti-misalignment characteristics when the CCR moves and rotates along the optical axis. Furthermore, by utilizing the Er:LuAG amplifier, the maximum 2.32 W single-longitudinal-mode laser at 1649.6 nm is achieved. The beam quality factors M2 of the 2.32 W Er:LuAG single-longitudinal-mode laser are 1.23 and 1.25 along the horizontal () and vertical () directions, respectively.
Er:LuAG single-longitudinal-mode laser Faraday effect MOPA system double corner-cube-retroreflector resonator Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 021401
1 沈阳理工大学 理学院，沈阳
2 中国人民解放军32124部队，吉林 延吉
3 鞍山紫玉激光科技有限公司，辽宁 鞍山
介绍了基于电光调Q与MOPA技术的高重频、窄脉宽的1 064 nm和532 nm双波长固体激光器。采用Nd:YVO4晶体作为激光增益介质，加以电光调Q，得到1 064 nm本振激光输出，为获得稳定脉冲激光输出，在激光器本振级的基础之上，再将其进行两级行波放大，当两级放大级泵浦电流均为6.7 A，重复频率为10 kHz时，实现了输出功率为31.4 W，脉宽为6.2 ns的基频光输出，功率稳定性RMS为0.25%，采用腔外倍频获得16.6 W的532 nm激光输出，1 064 nm基频光到532 nm倍频光的转换效率可达53%。
高重频 窄脉宽 双波长 high repetition rate narrow pulse width master oscillator power-amplifier (MOPA) MOPA Nd:YVO4 Nd:YVO4 dual-wavelength
1 激光加工国家工程研究中心，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
高功率纳秒光纤激光器已经被广泛应用于激光雕刻中。以碳钢作为研究材料，使用主振荡功率放大（MOPA）光纤激光器系统研究了脉冲宽度、能量密度和脉冲重复频率（PRF）对激光雕刻结果的影响，且每组参数作用下的材料去除率（MRR）和平均表面粗糙度（Sa）使用三维（3D）轮廓仪进行测量。研究发现：使用较长的脉冲宽度和较高的能量密度会得到较大的MRR和Sa；使用较短的脉冲宽度和较高的能量密度也能得到较大的MRR和Sa，这是较高的脉冲重叠率造成的；存在临界PRF，该值在使得MRR较大的同时，可使得Sa较小。最后，使用优化的工艺参数得到了高质量、高MRR的雕刻效果。
激光器 深度雕刻 MOPA光纤激光器 材料去除率 平均表面粗糙度 光学学报
2022, 42(20): 2014001
1 武汉凌云光电科技有限责任公司，湖北 武汉 430205
2 江苏大学机械工程学院，江苏 镇江 212013
3 苏州大学光电信息科学与工程学院，江苏 苏州 215006
由于纯铜材料吸收的波长依赖性以及对红外激光吸收的温度依赖性和高导热性，1 μm 红外激光的纯铜焊接常常会出现焊接效果不稳定的问题，同时伴随着飞溅、孔洞等焊接质量问题。纯铜材料对激光的吸收具有很强的波长依赖性，在短波段的吸收显著增加，因此绿光和蓝光激光也被用来进行铜的焊接，并取得不错的焊接效果；然而，蓝、绿激光的高成本严重制约了其在精细微焊接中的应用。考虑到成本和焊接效果的平衡，本研究团队使用100 W/450 nm蓝色半导体连续激光辅助120 W/1.07 μm MOPA红外光纤纳秒激光对纯铜薄片进行点焊实验，蓝光的主要作用是焊前预热和焊后保温。实验结果表明：与单纯的红外MOPA激光焊接相比，蓝光辅助红外MOPA激光焊接焊点的表面形貌、拉力、飞溅以及孔洞等都有明显改善。
激光技术 纯铜片 激光点焊 蓝激光 MOPA光纤激光 双波长 中国激光
2022, 49(16): 1602008
1 河南科技大学 应用工程学院，河南 三门峡 472000
2 三门峡职业技术学院 汽车学院，河南 三门峡 472000
该文设计了一种基于液晶聚合物(LCP)的主振荡器功率放大(MOPA)系统，整个系统在结构上划分为电光强度调制器、窄线宽连续种子源等部分。在具体设计过程中可以实现对纳秒脉冲信号的转换，继而得到对应的拉盖尔-高斯光，该过程采用的核心方法是空间相位转换法, 最终得到了20.1 W的LP01模输出，并且保持了较高的稳定性。另外通过LCP涡旋波片得到了高质量的径向偏振光输出，重复频率与功率均值分别为10 kHz、19.5 W，可以达到极高的转换效率和模式纯度分别为97%、88.5%，在满足纯度要求的同时能够达到较高的功率，显示出广阔的应用前景。
绝光纤激光器 径向偏振光 主控振荡器的功率放大器 空间相位转换 高功率 高纯度 fiber laser radially polarized light master oscillator power amplifier(MOPA) space conversion of phase high power high purity
1 上海飞机制造有限公司, 上海 201324
2 上海市激光技术研究所, 上海 200233
3 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
采用1 060 nm MOPA激光器对铝合金(2024)进行标识。研究了不同功率下DM码的质量等级和对比度, 使用扫描电镜(SEM)观察了标识的表面形貌, 使用能谱仪分析了标识表面的成分组成。通过SEM分析, 得到在DM码质量等级较高的标识表面, 材料被熔化、气化、烧蚀, 有大量孔洞和颗粒状物质存在, 而在DM码质量等级较低的标识表面, 材料仅仅被重铸, 表面呈波纹状; 通过EDS分析, 得到在DM码质量等级较高的标识表面, 材料中氧元素含量升高, 说明熔化、气化的金属发生氧化反应, 而在DM码质量等级较低的标识表面, 材料中氧元素增加较少, 说明在此条件下金属氧化反应较少。对材料的烧蚀阈值进行计算, 为试验提供理论指导。
激光直接标识 形貌分析 机理 laser direct-part marking MOPA MOPA Al2024 Al2024 morphology analysis mechanism analysis
1 上海飞机制造有限公司，上海 201324
2 上海市激光技术研究所，上海 200233
3 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心，上海 200233
聚焦激光直接物标标识铝合金（2024）工艺中，功率、填充间隔和重复频率等工艺参数对铝合金表面粗糙度的影响，旨在从形貌、产物成分两方面分析工艺参数与粗糙度之间的影响规律。首先采用1 060 nm主控振荡器的功率放大激光器（master oscillator power-amplifier，MOPA）对铝合金2024进行标识，然后使用粗糙度检测仪测量不同工艺参数下的标识表面粗糙度值，结果表明，功率、填充间隔和重复频率影响材料表面熔化、气化、重铸程度，导致材料表面出现不同的粗糙度和不同的粗糙度变化规律。采用数码显微系统观测标识区域表面形貌，采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了标识区域表面的化学成分，结果表明，不同的工艺参数造成标识表面熔化、气化、重铸程度会有明显差异，因而表面形貌和产物不同，影响标识表面粗糙度值。
激光直接物标标识 铝合金2024 表面粗糙度 形貌分析 laser direct-part marking MOPA MOPA aluminium alloy 2024 surface roughness morphology analysis
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
3 上海飞机制造有限公司, 上海 201324
激光直接零部件标识(Laser Direct Part Marking)技术是一种在工业环境中证实可行,可实现高度自动化且绿色环保的标识技术,已经成为工业产品追溯中产品标识的首选手段。本文基于控制灵活、激光参数调节范围更大的MOPA(MOPA, 主控振荡器的功率放大器)激光标识设备, 按照ISO/IEC TR 29158条码技术标准, 开展激光加工参数(如激光峰值功率、激光单脉冲能量、激光功率、填充间隔、扫描速度等)对激光直接标识(Direct Marking, DM)码质量(如条码等级、对比度、打印伸缩等)影响的研究。通过优化激光加工参数, 实现了在AL2024材料表面标识高质量DM码的激光标识工艺。
激光直接标识 二维码质量 激光标识工艺 laser direct-part marking MOPA MOPA AL2024 AL2024 data matrix (dm)quality laser marking processing
