1 长春理工大学 空间光电技术国家与地方联合工程研究中心, 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
3 长春理工大学 电子信息工程学院, 长春 130022
4 长春理工大学 材料科学与工程学院, 长春 130022
1.7 μm波段有许多分子吸收线, 位于活体组织的透明窗口中。该波段激光源在材料加工、中红外激光产生、气体检测、医疗手术和生物成像等领域有着重要的应用, 受到国内外研究者的重视, 并取得了一些研究成果。总结了国内外1.7 μm波段激光器的研究进展及相关应用, 介绍了长春理工大学在该领域的工作。尽管现有的研究和应用仍面临着一系列问题, 但随着相关技术的不断提高, 1.7 μm波段高性能光纤激光器必将得到快速的发展。
激光光学 1.7 μm波段 连续光纤激光器 脉冲光纤激光器 激光应用 laser optics 1.7 μm waveband continuous fiber laser pulsed fiber laser laser application
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
中红外波段激光光源在环境监测、材料加工、外科手术、**等领域发挥重要作用。泵浦低损耗、高浓度Er3+掺杂ZBLAN(Er∶ZBLAN)光纤是产生近3 μm激光输出的主要手段之一，相较于其他同波段固态激光器，Er∶ZBLAN光纤激光器具有易集成、效率高,可采用激光二极管直接泵浦等优势，性能日渐提升的Er∶ZBLAN光纤激光器有望成为3 μm波段最先发展成熟、走向应用的激光光源。本文主要介绍Er∶ZBLAN光纤激光器工作原理和发展现状，对三种不同的Er∶ZBLAN光纤激光器存在的问题进行分析和总结，最后对Er∶ZBLAN光纤激光器发展趋势进行展望。
中红外 激光输出 能级结构 Er∶ZBLAN光纤 连续光纤激光器 脉冲光纤激光器 波长可调谐光纤激光器 midinfrared laser output energy level structure Er∶ZBLAN fiber continuous fiber laser pulsed fiber laser wavelengthtunable fiber laser
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
2 武汉长进激光技术有限公司, 湖北 武汉 430206
搭建了基于声光调Q种子源的主振荡高功率放大(MOPA)系统。采用自主设计和制备的大模场双包层(100μm /400μm)有源光纤,通过两级放大,在重复频率为60kHz、脉冲宽度为150ns的条件下实现了平均功率为1000W的脉冲输出,斜率效率为72.5%,光谱显示无剩余泵浦光和寄生振荡,同时没有受激拉曼散射效应。此时的脉冲宽度展宽到260ns,单脉冲能量为16.7mJ。这是采用国产光纤实现脉冲激光器平均功率突破1000W的首次报道。
光纤光学 脉冲光纤激光器 主振荡功率放大 高功率脉冲放大
华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
基于自主研发的100/400双包层掺镱有源石英光纤,搭建了高功率主振荡功率放大(MOPA)结构纳秒调Q光纤激光器,重复频率30~60 kHz可调谐。系统中心波长为1064.08 nm。采用976 nm激光泵浦,在60 kHz时实现平均功率761 W的输出,单脉冲能量为12.6 mJ,斜率效率为83.4%,光束质量 Mx2=9.82, My2=9.02;30 kHz下平均功率为526 W,单脉冲能量为17.5 mJ,斜率效率为85%,光束质量 Mx2=8.67, My2=8.57。该光纤是目前报道的高重复频率下获得的平均功率和单脉冲能量最高的国产光纤。
激光器 脉冲光纤激光器 掺镱光纤 单脉冲能量 主振荡功率放大 中国激光
2019, 46(12): 1215002
1 深圳大学电子科学与技术学院深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
2 深圳大学光电工程学院深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
采用铒镱共掺光纤, 实现了一种双波长1.0 μm 调Q和1.5 μm增益开关脉冲光纤激光器。实验装置是一个双环腔结构, 两环的公共端共用一段铒镱共掺光纤。1.0 μm调Q脉冲通过未抽运铒镱共掺光纤的可饱和吸收效应产生。而铒镱共掺光纤对1.0 μm调Q脉冲的再吸收会周期性调制铒离子的反转粒子数, 从而产生重复频率相等的1.5 μm增益开关脉冲。随着抽运功率的增加, 这两种脉冲的重复频率从5.4 kHz增加到11.7 kHz。1.5 μm脉冲相对1.0 μm脉冲有一定的延迟, 并且延迟时间随着抽运功率的增大而不断减小。在最大抽运功率处, 1.0 μm脉冲宽度、单脉冲能量和最大平均输出功率分别是5.3 μs、402.6 nJ 和 4.7 mW, 而对于1.5 μm脉冲, 分别是4.6 μs、 374.4 nJ 和 4.4 mW。
激光器 双波长脉冲光纤激光器 调Q 增益开关 铒镱共掺光纤
海军驻锦州地区军事代表室，辽宁 锦州 121000
介绍了典型光纤激光器的工作原理及光纤激光器具有的模式好，体积小，免冷却等一系列其他激光器无法比拟的优势，受到了来自通信、**技术、工业加工、医疗和光信息等应用领域的高度关注，论述了国外在连续光纤激光器、脉冲光纤激光器等方面研究现状，最后总结了光纤激光器产业化的趋势。
光纤激光器 连续光纤激光器 脉冲光纤激光器 fiber laser continuous wave (CW) fiber laser pulse fiber laser
1 国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
2 63880部队, 河南 洛阳 471003
基于声光调Q技术的纳秒脉冲光纤激光超连续谱光源系统为全光纤结构，使用普通的传能光纤作为超连续谱的产生介质，通过改变泵浦功率和调制频率，可获得不同的超连续谱输出。实验结果表明：泵浦功率越大，调制频率越低，传能光纤越长，光谱展宽越宽。当传能光纤为200 m、调制频率为1 kHz、占空比为1.0%、泵浦功率为4.68 W时，获得谱线宽度超过700 nm的超连续谱输出。该系统可作为超连续谱光源的一种参考方案。
脉冲光纤激光器 声光调制 超连续谱 占空比 pulse fiber laser acousto-optical modulation supercontinuum duty ratio
国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
报道了基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器，通过改变驱动信号，可获得不同特性的脉冲激光输出。当重复频率为10 kHz时，脉冲宽度在3~900 ns可调。在脉冲宽度为65 ns时，获得1.24 W的平均功率输出，单脉冲能量0.13 mJ，峰值功率2 kW。当重复频率为100 Hz时，可获得脉冲宽度为86 ns、平均功率84 mW的输出，单脉冲能量0.84 mJ，峰值功率10 kW。该激光器结构简单，可以通过调制方便地改变激光参数，可作为进一步放大、压缩脉冲和提高重复频率的种子源。
激光器 脉冲光纤激光器 声光调制 占空比 中国激光
2012, 39(s1): s102001
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
3 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100192
脉冲光纤激光器作为当前国内外激光领域研究的热点之一，其应用越来越广泛。介绍了获取纳秒量级脉冲激光输出的两种典型结构，并基于相应原理分析了各自的关键性技术。概括了国内外该方向的研究进展，提出了有待于解决的若干问题，最后对脉冲光纤激光器的应用和发展前景进行展望。
激光器 脉冲光纤激光器 调Q 种子源 主振荡功率放大 激光与光电子学进展
2012, 49(6): 060004
1 华中科技大学 激光加工国家工程研究中心,武汉 430074
2 武汉华工激光工程有限责任公司,武汉 430223
为了解决在非晶硅薄膜太阳能电池的制备中, 喷砂除边工序存在污染大、加工一致性不佳等问题, 使用1064nm脉冲光纤激光器, 在加工速率3500mm/s、功率30W、重复频率80kHz、填充线间距0-05mm的参量下, 完成了激光除边, 获得了清除区电阻大于1000MΩ的样品。根据实验效果确定了最佳光斑交叠比, x和y方向的最佳比值分别为0-83和0-88。结果表明, 激光功率足够时, 光斑交叠情况会明显影响除边的效率和效果, 扫描速率应与重复频率和填充线间距匹配, 从而在最佳效率下获得理想的加工效果。
激光技术 非晶硅薄膜太阳能电池 激光除边 脉冲光纤激光器 光斑交叠比 laser technique a-Si∶H thin film solar cell laser edge deletion pulsed fiber laser beam spot overlap ratio
