激光相干合成研究现状3

相干公司全固体绿激光器的现状与未来发展相干公司全固体绿激光器的现状与未来发展1引言全固体激光器具有节能,小型,寿命长等优点,因而得到了迅速发展.美国相干公司现已研制出多种二极管(LD)泵浦的全固体绿激光器.在激光器市场中,美国相干公司是世界上生产激光器的顶级生产商.该公司根据固体激光器的市场需求,从水冷式离子激光器发展到钛宝石激光器,丰富了产品种类,得到了市场的积极支持.本文对相干公司飞速发展的全固体绿激光器的现状与未来发展进行综述.2采用最先进的制造技术美国相干公司之所以能在全固体激光器市场中立足,这主要得益于其产品性能,可靠性以及批量生产的能力.相干公司采用新的设计方法制作全固体激光器,其激光头是完全封闭的,并采用了世界首创的图1全固体激光器的制作现场卜:●王玉英半模拟机器人制造专利技术(PermalignTM)(图1),将经过严格筛选的光学元件直接焊于衬底,杜绝了漏气现象,成功地制成无调整机构的理想固体激光器.其独创的生产技术使其制造产品的误差达到最小极限且可批量生产并使系统内元件互换时的停机时间变得最短.3微型绿激光器Compass315M系列(功率:20~150mW)产品是在采用银盐,感光树脂的平板上直接产生图形.该产品可与气冷式Ar激光器相媲美,是一种具有激光头部尺寸d~(1OOmmx40mmx32.5mm),节能,寿命长,功率高(>100mW),轻便,可装于运行部位,且可迅速调换等特点的小型绿激光器.另外,相干公司为了满足用户低价位的需求,还生产了低功率(1O～75mW),低价位的Compass215M 系列产品,现已应用于生物,各种无损检测,光盘,掩模扫描和喇曼光谱等领域.目前,该公司已向市场供应10000余台商品.相干公司现已瞄准市场需求,面向广大用户,正在积极开发价位更低的商品.4高功率全固体绿激光器V erdi系列全固体绿激光器(功率2～18W)是水冷式激光器的替代产品,最高功率为18W,居同行业之首,在激光泵浦,全息术,微细加工,激光热处理和半导体无损检测等应用中占据绝对优势.图1V erdi谐振腔设计该系列产品采用环型谐振腔,实现了行业领先的性能(如图1所示).因该激光器采用光纤将LD光传输至谐振腔,因而能将激光头部的热量控制在最小极限.传输的LD光激励Nd'YVO晶体,在设置于振荡输出功率1064nm的环形谐振腔中产生二次谐波振荡(SUG).在这种无振荡模式竞争的情况下,产生的绿光噪声极低(0.03%rms).激光头采用了该公司的专利制造技术,使长期运转不需维修成为可能.更短波段(极紫外)振荡的AzureTM(波长:单频266nm,功率:200mW)和可调波长钛宝石激光器ChameleonTM (波长:705～980nm,功率:>1.5w)用V erdi作泵浦源, 实现了高可靠性和完全无干扰工作,因而受到了用户的青睐.5全固体蓝激光器SapphireTM用晶体作激光工作物质的全固体激光器对振荡波长有严格的限制.相干公司在大量用于生物行业…L,…■r…ll…{激光输出0SHG晶体输出反射镜七——————谐振器图2钛宝石谐振器的结构的全固体激光振荡的Ar激光器(波长为488nm)上采用了光泵浦半导体激光技术.光泵浦半导体激光器被称为垂直腔面发射激光器(VECSEL),具有不同于一般电驱动半导体激光器的特点,它是用光(光子)来激励激光振荡.用相干公司在芬兰工厂制造的InGaAs基量子阱半导体芯片作激励工作物质,利用高功率,长寿命InGaAsP基半导体激光器(波长约为800nm)进行纵向面发射(图2所示).这种谐振器的结构与面发射激光器的区别在于配置了输出反射镜,因此成功实现了空间模式优异的理想光束.将LD泵浦的激光全部照射到该半导体芯片上,使其产生纵向激励.半导体芯片通过振荡材料的组合,设计并选择所希望的基波. 另外,在谐振器中配置的SHG晶体与双折射滤光片的组合实现了单频蓝激光振荡.相干公司自2001年5月开始生产这种产品以来,已完成3000余台的供货任务.2004年10月,相干公司扩大了该产品的种类,生产出了488nm型和460nm型低功率激光器.输出功率分别为1O～30mW和10mW;高功率激光器有488nm型,输出功率为100～200mW.目前该公司正积极拓展业务范围,争取将所有气冷式Ar激光器发展成为全固体激光器.6激光二极管模块CUBETM在生物装置市场,已出现一种将荧光染料和多波长激光器组装在生物装置上的趋势.固体激光器对振荡波长有限制,而近年来,GaN基紫色和紫外激光二极管所彰显的高功率,寿命长的优点倍受用户青睐. 相干公司将开发上述产品所积累的技术用在生产激光二极管模块上,对模块采取静电放电措施,达到了高稳定性和寿命长的目的.在2005年1月召开的PhotonicsWest2005会议上相干公司公布了激光二极管模块新产品CUBE系列,该激光器的激光头(尺寸100mmx40mmx40mm)内置有控制部分使其达到了小型化.本产品根据CDRH标准,采取了第4级静电放电(ESD)措施,并在激光头部连接USB光缆, Oct.2005■:在GUI画面上显示并控制手提电脑的接通与断开, 输出的设定,状态的确认,工作时间等.而且作为标准装置安装了专用光缆,用户可进行远程控制.波长种类有375nm,405nm,440nm,635nm,785nm,可根据用途选择圆形和椭圆形(1×3)的振荡模式.图3给出了8mW50mW16mW25mW40mW图3CUBE的振荡波长和输出功率璺卜圆形振荡模式的波长和功率.振荡性能包括:采用光回路的输出功率稳定;可实现150MHz的高速功率的调制(保证上升/下降时间小于2ns)功能,因而不用准备外调制器,就能获得脉冲振荡,这有利于构建系统时降低成本.7其他全固体激光器除生产上述连续振荡激光器外,相干公司还生产脉冲振荡激光器,如作为激光直接扫描装置用内置可饱和布喇格反射器的高功率连续锁模振荡紫外激光器(PaladinT~355,振荡波长355nm,最大功率8W);大量用于平板显示器和硬盘加工的小型全固体脉冲激光器(V ectorTM1064,最大功率3W,波长为1064nm; V ector532最大功率1W,波长为532nm);在高速精密微细加工中受到关注的Q开关型紫外,极紫外激光器(A VIAn355,输出功率为10W,波长为355nm;A VIA266输出,功率为3W,波长为266nm)以及在激光退火和金属高速加工中受到关注的高功率脉冲绿激光器(Evolution输出功率为90W,波长为527nm) 等.8结束语相干公司通过提高全固体激光器的功率和可靠性,一步一个脚印地从气体激光器向固体激光器的方向发展.该公司利用固体激光器和半导体激光器,努力使激光系统具有小型化和节能的优点,最终达到降低运转成本的目的.该公司以众多的品种满足客户的需求,并为适应新的需求而努力开发新产品,并以雄厚的技术力量和生产体制为基础,愿与客户建立长期的伙伴关系,在构建新一代装置的过程中,希望在开发阶段与有关厂商加强合作,共图发展.(No.2)。

自然基金激光相干合成全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：自然基金激光相干合成技术在近年来获得了广泛的关注和研究。

激光相干合成技术是通过将多个激光束合成一个相干的光束，实现更高的功率和更好的光束质量，从而提高激光器的性能和应用范围。

自然基金对激光相干合成技术的研究和发展提供了重要的支持，推动了该技术在科学研究、医学诊断、材料加工等领域的应用。

激光技术自问世以来，就以其独特的优势成为人们研究和应用的热点。

传统的激光器存在功率密度不足、光束稳定性差等问题，限制了其在一些应用领域的发展。

为了解决这些问题，科研人员提出了激光相干合成技术，通过合成多个相干的激光束，以实现更高功率和更好的光束质量。

自然基金作为支持科技研究和发展的机构，一直致力于推动激光技术的创新和发展。

在激光相干合成技术方面，自然基金资助了一大批优秀的科研项目，涉及激光器设计、光束合成算法、激光应用等多个领域。

这些项目在提高激光器功率密度、增强光束稳定性、拓展激光应用等方面取得了显著的成果，推动了激光相干合成技术的进步。

激光相干合成技术在科学研究领域有着广泛的应用。

在天文学领域，通过激光相干合成技术可以提高激光干涉测量的精度，帮助科研人员更准确地观测宇宙中的天体运动和结构，并推动天文学研究向更深入的方向发展。

在光谱学领域，激光相干合成技术可以实现光源的频率精密调控，为化学组成分析、材料表征等研究提供更可靠的实验手段。

除了科学研究领域，激光相干合成技术在医学诊断、材料加工、通信传输等领域也有着广泛的应用。

在医学诊断领域，激光相干合成技术可以提供更高分辨率、更快速的影像采集，帮助医生更准确地诊断疾病并制定治疗方案。

在材料加工领域，激光相干合成技术可以实现更高功率的激光切割、焊接等加工操作，提高生产效率和产品质量。

自然基金激光相干合成技术的研究和发展为激光技术的应用推动了重要的进步，拓展了激光技术在各个领域的应用范围。

未来，随着科研人员对激光相干合成技术的深入探索和创新，相信这一技术将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展和进步贡献更多的力量。

1.光纤激光相干合成技术国内外研究现状从上世纪90年代开始，光纤激光器的出现使得相干合成技术获得了突飞猛进的发展。

光纤激光相干合成一经提出便成为激光研究领域的一个新热点，但是光纤激光相干合成技术才刚刚起步，尚处于实验室探索阶段，没有很多现成的方法和结论可以借鉴，目前国内外多家研究机构都开展了相关研究。

光纤相干合成技术的基本原理就是对许多中等功率的激光器施行一定的相干控制，从而得到高功率的、光束质量接近衍射极限的单模激光输出，它的核心就是要控制激光器的相位，从而使输出光场相干。

相干合成的基本条件是各阵元激光要满足相同的波长且线宽要窄，光束质量好，单模输出，相位一致，偏振方向相同等。

光纤激光相干合成的主要难题是如何使各个子光纤同相位输出，目前已经发展了多种可实现同相位输出的方法和技术。

比较常用的光纤激光相干合成技术按其锁相方式可分为主动式锁相相干合成和被动式锁相相干合成，主动式锁相相干合成主要有自适应锁相、自参考锁相和外差锁相三种结构，被动式锁相相干合成则有外腔相干合成、基于超模耦合的干涉仪合成和倏逝波耦合等多种表现形式，图1-1给出了近十年来光纤激光相干合成主要技术方案的分类总表。

下面介绍几种典型的激光相干合成技术方案，并分析这些方案的优缺点及可扩展性。

1 主动式锁相相干合成主动式锁相相干合成技术是指对各合成阵元的相位进行主动控制，由于要对光纤激光器的相位进行控制，必然会在谐振腔内引入附加的光学原件，因此主动式相干合成一般采用并联主振荡放大结构（Master Oscillator Power Amplifier，MOPA），主振荡器分束后产生一路参考光和多路信号光，各路信号光路中有相位调制器，再经过功率放大器后进行相干合成。

这种MOPA结构可以适当避开光纤非线性效应以及光纤损伤等棘手问题，通过相位控制来实现功率合成，因此阵元数和功率扩展性都相对较好。

1.1外差锁相相干合成2003年，美国Northrop Grummer Space Technology（NGST）公司开发出外差法控制光纤激光相位的专利技术[1-4]，并将其成功用于MOPA结构的光纤放大器相干合成中。

激光相干合成效果的研究的开题报告一、选题背景激光合成技术已经被广泛应用于数码印刷、图像处理、医学成像等领域。

其中，激光相干合成技术在图像合成方面表现出了独特的优势，因为这种技术能够在不损失图像质量的情况下将多种激光光束合成为一束光。

然而，目前仍存在许多问题需要解决，如相干合成效果的优化、相干合成算法的提高等等。

因此，本研究选取激光相干合成效果研究作为研究课题，在对相关文献和现有方法的基础上，对该问题进行研究和探讨。

二、研究目的本研究目的是通过对激光相干合成技术的研究和探索，解决目前相关问题，提高相干合成效果。

具体来讲，本研究的目标是：1、系统地调研和分析目前激光相干合成技术的现状和存在的问题；2、探索现有的激光相干合成算法，提出新的优化方法，提高合成图像的质量；3、针对不同的应用场景，研究适用的激光相干合成技术和算法，并设计相关实验验证其效果和优势。

三、研究内容和方法本研究将主要围绕激光相干合成技术的基本原理、现有算法以及合成效果的优化等方面开展研究。

具体研究内容包括：1、对激光相干合成技术的基本原理和现有研究进行系统的综述和分析；2、研究现有的激光相干合成算法，探索其优化方法，提高合成效果，并将结果进行比较分析；3、根据不同应用场景的需求，研究适用的激光相干合成算法，开展实验验证其优势和效果；4、总结研究成果，提出未来研究方向。

本研究将采用文献综述、理论分析和实验验证等方法进行实验，前期主要工作包括查阅与激光相干合成技术相关的文献资料、对现有技术进行分析，并在此基础上进行算法的优化和实验验证。

四、预期成果与意义1、本研究将系统介绍现有的激光相干合成技术和算法，在此基础上提出新的优化方案，提高合成效果；2、本研究将验证不同应用场景下的激光相干合成算法的可行性和优势，为实际应用提供指导和支持；3、本研究成果将推动激光相干合成技术的发展和应用，为相关领域的技术创新和产品创新提供支持和促进。

总之，本研究的成果对于促进激光相干合成技术在图像处理等领域的应用，提高图像合成质量，具有重要意义。

光纤激光相控阵的高效相干合成技术研究科技前沿
光纤激光相控阵的高效相干合成技术研究
相控阵（Phased Array）是一种被广泛应用于雷达、通信和无线电测量
的技术。

相控阵在其应用领域中极为重要，它能够实现向多个方向同
时发送和接受信息，并且可以精确地定位目标。

但是，时间和成本的
压力也使得相控阵的研究变得越来越重要。

近年来，随着光学设备的进步以及光纤技术的大规模应用，光纤相控
阵也被引入到领域中。

现在，研究人员提出了一种高效的相干合成技术，这种技术基于光纤激光相控阵，能够实现更快速、更准确的定位。

在光纤激光相控阵中，激光光束通过光纤传输，然后经过一系列光路
反射和干涉，最终形成一定方向的光束。

而采用高效相干合成技术后，不同的激光光束可以通过相位控制器协同工作，达到更高质量的合成
成果。

这种技术的研究可以大大提高相控阵的工作效率和准确性。

传统的相
控阵技术需要调整每一个发射器的相位，如果要向多个方向发送信息，就需要调整每一个发射器的相位。

而采用高效相干合成技术后，只需
要对一个发射器进行相位调整，就能发送多个方向的信息了。

当然，光纤激光相控阵也存在一些技术难点。

如光粒子的散射、光纤的损耗、光路中的光学噪声等一系列因素都会影响相干合成效果。

因此，科研人员需要探究更加深层次的问题，进一步完善光纤激光相控阵的高效相干合成技术。

总的来说，光纤激光相控阵的高效相干合成技术为相控阵领域注入了新的活力。

它将在雷达、通信和无线电测量等领域中发挥巨大作用，并对相关领域的发展做出更大的贡献。

2024年激光产业研究报告01 我国激光产业发展现状晶体材料特种光纤芯片材料……激光二极管光纤放大器光纤耦合器光纤合束器……光学器件伺服电机主控制板I/O设备数控系统……数控系统连续电源脉冲电源散热器……电学器件光学材料上游：元器件CO2激光器Y AG激光器半导体激光器中游：激光器激光切割激光焊接激光打标激光雕刻激光钻孔激光医疗激光美容激光显示激光照明……下游：激光设备终端：应用场景汽车石油造船航空航天电子信息轨道交通通信医疗机械文化创意建材五金……国内：锐科激光、创鑫激光、杰普特、华日激光国外：IPG、nlight、coherent国内：大族激光、华工科技、帝尔激光、光峰科技、镭神智能国外：德国通快代表公司国内：柏楚电子、长光华芯福晶科技、光库科技、睿芯光纤国外：II-VI、Lumentum、nufern激光产业链光纤激光器6一、我国激光产业发展现状激光产业链图谱一、我国激光产业发展现状我国激光产业市场大环境——激光产业市场规模2022年中国激光产业整体市场规模已达2186亿元，同比增加6.4%；2023年中国激光产业整体市场规模已达2435亿元，同比增长11%；2024年中国激光产业整体市场规模预计将至2650亿元，同比增长率8%。

17472055218624352650500100015002000250030002020年2021年2022年2023年2024年亿元年度2020-2024中国年激光产业市场规模一、我国激光产业发展现状我国激光产业市场大环境——激光器产业市场规模激光器是一种能发射激光的装置器件，是激光显示系统中最为核心的部件，也是激光产业链最重要的环节。

2022年中国激光器市场规模达到1037亿元，同比增长16.78%。

2023年中国激光器市场规模达到1210亿元，同比增长16.7%。

2024年中国激光器市场规模预计将增至1455亿元，同比增长20%。

70275188810371210145520040060080010001200140016002019年2020年2021年2022年2023年2024年亿元年度2019-2024年激光器产业规模7518881037121014551747205521862435265043%43%47%50%55%0500100015002000250030002020年2021年2022年2023年2024年亿元年度激光器在激光产业中的占比激光器激光产业占比从2023年开始，激光器在整个激光产业中的占比已超50%，且呈上升趋势一、我国激光产业发展现状我国激光产业市场大环境——激光器产业图谱一、我国激光产业发展现状我国激光产业市场大环境——激光设备产业市场规模2022年中国激光设备销售规模约为862亿元，同比增长4.99%。