高功率超快光纤激光器(fs量级)
- 格式:pdf
- 大小:112.45 KB
- 文档页数:2
光纤激光器的工作原理及其发展前景1 引言光纤激光器于1963 年发明,到20 世纪80 年代末第一批商用光纤激光器面市,经历了20 多年的发展历程。
光纤激光器被人们视为一种超高速光通信用放大器。
光纤激光器技术在高速率大容量波分复用光纤通信系统、高精度光纤传感技术和大功率激光等方面呈现出广阔的应用前景和巨大的技术优势。
光纤激光器有很多独特优点,比如:激光阈值低、高增益、良好的散热、可调谐参数多、宽的吸收和辐射以及与其他光纤设备兼容、体积小等。
近年来光纤激光器的输出功率得到迅速提高。
已达到10—100 kW作为工业用激光器,现已成为输出功率最高的激光器。
光纤激光器的技术研究受到世界各国的普遍重视,已成为国际学术界的热门前沿研究课题。
其应用领域也已从目前最为成熟的光纤通讯网络方面迅速地向其他更为广阔的激光应用领域扩展。
本文简要介绍了光纤激光器的结构、工作原理、分类、特点及其研究进展,最后对光纤激光器的发展前景进行了展望。
2 光纤激光器的结构及工作原理2.1 光纤激光器的结构和传统的固体、气体激光器一样。
光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。
泵浦源一般采用高功率半导体激光器(LD) ,增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤,谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔,也可以用耦合器构成各种环形谐振腔泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤,增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射所产生的自发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后.最终形成稳定激光输出。
图 1 为典型的光纤激光器的基本构型。
增益介质为掺稀土离子的光纤芯,掺杂光纤夹在 2 个仔细选择的反射镜之间.从而构成F—P谐振器。
泵浦光束从第1个反射镜入射到稀土掺杂光纤中•激射输出光从第2个反射镜输出来。
2.2 光纤激光器的工作原理掺稀土元素的光纤放大器促进了光纤激光器的发展,因为光纤放大器可以通过适当的反馈机理形成光纤激光器。
光纤激光器哪家好,激光器品牌哪个好随着激光技术的不断发展,激光应用已经渗透到科研、产业的各个方面,在汽车制造、航空航天、钢铁、金属加工、冶金、太阳能以及医疗设备等领域都起到重要作用。
激光设备的核心就是激光器,我国各大激光设备企业不断地加大技术开发投入,虽然已经取得了一定的成就,各种激光设备实现国产化,达到国际领先水平,但是在主力激光器,超大功率激光器依然依赖进口,以致激光设备价格大幅度上涨,制约了我国激光加工产业的发展,另一方面,国外不少的激光加工企业看准中国激光加工的广大市场前景,纷纷入驻我国的沿海城市,冲击我国激光加工产业,国际竞争国内化。
光纤激光器哪家的最好下面总结目前市场上应用于工业制造领域的激光器主要企业,光纤激光器品牌:国内的是锐科、创鑫,国外的有美国相干,IPG,SPI,通快,JK laser (GSI的品牌子公司)等等,从质量上看,进口的光纤激光器比国产的要好些,而价格方面也贵些,主要看你们公司的预算在什么范围,对光纤激光器的出光率和耐用度有什么要求,需要根据自身设备来选择,适用就好!以供想采购激光焊接、激光切割、激光打标等企业提供相应的参考.排名不分先后。
美国光纤激光器哪家的好——相干(Coherent)公司相干公司成立于1966年,是世界第一大激光器及相关光电子产品生产商,产品服务于科研、医疗、工业加工等多个行业;秉承40年的激光制造经验和创新精神,致力于提供一流的商业化激光器,促进科学研究不断进步、生产制造行业生产力和加工精度的不断提高;其全球化的销售、客户服务和技术支持网络更为客户提供全球范围内的合作和服务。
相干公司能够提供更全面的激光器和激光参数测量产品,包括:氩/氪离子激光器、CO2激光器(10.6μm、9.4μm、调Q、可调谐、单频、THz源)、半导体激光器(375nm、405nm、635nm、780-980nm)、钛宝石连续可调谐激光器、准分子激光器、脉冲染料激光器、钛宝石超快激光器及放大器、半导体泵浦固体激光器(1064nm、532nm、355nm、266nm)、功率计、能量计、光束质量分析仪和波长计等。
高功率IPG光纤激光器应用简介一、IPG光纤激光器简介1.光纤激光器简介光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。
2.光纤激光器的优势首先是使用成本低,光纤激光器替代了不稳定或高维修成本的传统激光器。
其次,光纤激光的柔性导光系统,非常容易与机器人或多维工作台集成。
第三,光纤激光器体积小,重量轻,工作位置可移动。
第四,光纤激光器可以达到前所未有的大功率(至五万瓦级)。
第五,在工业应用上比传统激光器表现更优越。
它有适用于金属加工的最佳波长和最佳的光束质量,而且光纤激光器在每米焊接和切割上的费用最低。
第六,一器多机,即一个激光器通过光纤分光成多路多台工作。
第七,免维护,使用寿命长。
最后,由于其极高的稳定性,大大降低了运行中对激光质量监控的要求。
简单来说就是高功率下的极好光束质量,高光束质量下的极好电光效率,高功率高光束质量下的极小体积、可移动性和柔性。
3.IPG简介全球最大的光纤激光制造商IPG Photonics由Valentin Gapontsev博士于1991年创建,总部设在美国东部麻省。
IPG在德国、美国、俄罗斯和意大利设有生产、研发基地,并在全球设有销售和服务网点,覆盖美国、英国、欧洲、印度、日本、韩国、新加坡和中国,并于2006年在美国纳斯达克上市。
十八年来,IPG致力于纵向合成,所有的核心配件均为IPG研发、生产和拥有,同时也是唯一一个能为客户提供高性价比的光纤和半导体激光器的厂家。
高功率是IPG的优势。
全世界已有上千台IPG的高功率(>1KW)光纤激光器在汽车制造、船舶制造、海上平台和石油管道、航空航天和技术加工等工业领域中得以应用。
在日本,我们向丰田、三菱、住友在内的客户售出了数百台IPG的大功率光纤激光器。
光纤激光器的特点与应用光纤激光器是在EDFA技术基础上发展起来的技术。
近年来,随着光纤通信系统的极大的应用和发展,超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。
光纤激光器在降低阂值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面,已明显取得进步。
它是目前光通信领域的新兴技术,它可以用于现有的通信系统,使之支持更高的传输速度,是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。
1.光纤激光器工作原理光纤激光器主要由三部分组成:由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和可使激光介质处于受激状态的泵浦源装置。
光纤激光器的基本结构如图1所示。
掺稀土元素的光纤放大器推动了光纤激光器的发展,因为光纤放大器可以通过适当的反馈机理形成光纤激光器。
当泵浦光通过光纤中的稀土离子时,就会被稀土离子所吸收,这时吸收光子能量的稀土原子电子就会激励到较高激射能级,从而实现离子数反转。
反转后的离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态,并且释放出能量,完成受激辐射。
从激发态到基态的辐射方式有两种,即自发辐射和受激辐射,其中受激辐射是一种同频率、同相位的辐射,可以形成相干性很好的激光。
激光发射是受激辐射远远超过自发辐射的物理过程,为了使这种过程持续发生,必须形成离子数反转,因此要求参与过程的能级应超过两个,同时还要有泵浦源提供能量。
光纤激光器实际上也可以称为是一个波长转化器,通过它可以将泵浦波长光转化为所需的激射波长光。
例如掺饵光纤激光器将980nm的泵浦光进行泵浦,输出1550nm的激光。
激光的输出可以是连续的,也可以是脉冲形式的。
光纤激光器有两种激射状态,三能级和四能级激射。
三能级和四能级的激光原理如图2所示,泵浦(短波长高能光子)使电子从基态跃迁到高能态E4或者E3,然后通过非辐射方式跃迁过程跃迁到激光上能级E43或者E3 2,当电子进一步从激光上能级跃迁到下能级E扩或者E3,时,就会出现激光的过程。
高功率薄片超快激光器关键技术与产业化高功率薄片超快激光器,这名字听上去是不是有点儿高大上?其实它的魅力可不仅仅在于名字。
想象一下,一个小小的薄片,居然能释放出强大的激光,瞬间把各种材料切割得干干净净,甚至在医疗领域也能派上用场,真是让人拍手叫绝!超快激光器的技术,让激光束像闪电一样快,不是开玩笑,这种速度真是快得让人咋舌。
你有没有想过,为什么它们在各个行业中越来越受欢迎?毕竟,谁不想用最尖端的科技来提升生产效率呢?说到高功率薄片激光器,得先提提它的“身世”。
这玩意儿的发明可不是一朝一夕的事,科研人员花费了多少心血和时间,才把它从实验室的小白鼠变成了产业化的明星。
激光器的设计就像做一道复杂的菜,不仅要有好的“食材”,还得有巧妙的“配方”。
这过程可真是一波三折,科研人员们真是个个都是斗士,咬牙坚持,努力攻克一个又一个技术难关。
每当看到那些闪耀的激光,真是感慨万千,简直可以用“壮志凌云”来形容!再说说它的应用,简直是多得让人眼花缭乱。
比如在制造业,超快激光器可以用来切割、焊接、打标,几乎无所不能。
工厂里的机器一开动,那激光就像一把锋利的刀,瞬间就把金属切割成精美的形状。
而在医疗领域,激光可以用来做手术,帮助医生更精准地治疗病患,这真是“救死扶伤”的神奇武器。
想象一下,有一天,你的手术变得如此简单,医生只需用激光轻轻一划,病痛就消失得无影无踪,太神奇了吧?技术再好,也得有个好的团队来推动它的发展。
这就涉及到产业化的问题了。
很多时候,技术的壁垒让许多企业望而却步,毕竟,要把高科技转化为产品,可不是说说而已。
不过,随着越来越多的企业进入这个领域,激光器的生产技术逐渐成熟,成本也在下降。
这对于整个行业来说,简直是个好消息!你想想,如果价格变得亲民,谁不愿意买呢?让更多人享受到高科技的红利,简直是“双赢”啊!可别以为光有技术和团队就够了,市场的需求同样重要。
随着各行各业对高效、精准的要求越来越高,超快激光器的市场前景就像一片广阔的蓝天,潜力无限。
Amplitude法国Amplitude公司提供产品线最全的Yb飞秒/皮秒超快激光器。
融合光纤超快振荡器、光纤超快放大器、固体超快放大器、板条放大器,可提供功率高达一百瓦、能量高达毫焦量级的超快激光。
■紧凑型飞秒激光器…∙s∙Pukes∙Pulse具有卓越的光学性能,短脉冲,高重频以及出色的光束质量,结构紧凑占地面积小, 机械结构稳定,无需外部水冷。
S∙Pulse使用长寿命高可靠性的二极管泵浦,最大限度的降低功耗,降低运营成本。
性能指标: 号参数s-PULSE HR s-PULSE HP s-PULSE HP2 s-PULSE HE输出功率>2,5W >4W >8W >2W脉冲能量>40uJ >lmJ >2mJ >5mJ脉宽<500fs <500fs <500fs <500fs重频Single shot to 300KHz Single shot to 5KHzSingle shot to 5KHzSingle shot to 5KHz中心波长1030nm 1030nm 1030nm 1030nm尺寸43 cm x 32 cm x16 cm 84 cm x 51 cm x25 cm75 cm x 57 cm x24 cm75 cm x 50 cm x22 cm主要应用:♦超快科学♦计量学♦微加工♦粒子加速高功率Yb超快激光器∙Amplitude■高重频高功率紧凑型飞秒激光…∙Satsuma紧凑、高重复频率、高能量超快光纤激光器,它具有高重复频率和优异的光束质量,将高品质的超快激光与工业应用所需的高速处理相结合。
可选绿色和紫外输出,扩展了应用范围性能指标:主要应用:♦超快科学♦计量学♦微加工♦粒子加速♦眼科医学♦生物医学杪放尤希…TangerineAmplitude凭借特殊的专利设计,能够提供具有高平均功率以及高输出能量的超快光纤激光器.Tangerine。
高功率连续光纤激光器用途高功率连续光纤激光器是一种能够输出高功率连续激光束的光学设备。
它利用了光纤的优异特性,如高效率、高光束质量和长寿命等,成为各种应用领域中不可或缺的重要工具。
以下是高功率连续光纤激光器的一些主要用途。
1. 材料加工:高功率连续光纤激光器在材料加工方面具有广泛的应用。
例如,在金属切割和焊接领域,激光器的高功率和高能量密度使其能够轻松地处理各种金属材料,如钢、铝和铜等。
此外,激光器还可以用于刻蚀、打标和钻孔等细微的材料修饰任务。
2. 激光医疗:高功率连续光纤激光器在激光医疗领域中也有广泛的应用。
激光器的高功率和可调谐的波长使其成为眼科手术、皮肤修复和毛发去除等多种医疗程序的理想选择。
此外,激光器还可以用于癌症治疗、疤痕修复和血管疾病等其他医疗应用。
3. 科学研究:高功率连续光纤激光器也是科学研究中不可或缺的工具之一。
例如,在物理学和化学领域,激光器可以用来进行光谱分析、光散射和拉曼光谱等实验研究。
此外,激光器还可以用于光学显微镜、干涉测量和光学相干断层扫描等高分辨率成像技术。
4. 通信:高功率连续光纤激光器在通信领域中也有重要的应用。
激光器的高功率输出和大带宽使其成为高速光纤通信系统的关键部件。
激光器可以用于光纤放大器、光纤光栅和光纤耦合器等设备,用于增强、调制和传输光信号。
5. 军事应用:高功率连续光纤激光器在军事应用领域中有着广泛的需求。
例如,激光器可以用于目标照明、精确定位和激光导引等任务。
此外,激光器还可以用于激光雷达、光电子战和远程探测等系统。
6. 光通信:高功率连续光纤激光器在光通信领域也有着重要的作用。
激光器的高功率输出和高光束质量使其成为光纤通信系统中的关键光源。
激光器可以用于长距离、高速的光纤通信系统,提供稳定、高效的光信号传输。
7. 光学测量:高功率连续光纤激光器在光学测量方面也有广泛的应用。
例如,在激光雷达和光学测距仪中,激光器的高功率和短脉冲宽度使其成为精确测量目标距离和速度的理想选择。