Ns级高功率脉冲光纤激光器

国际光纤激光器最大功率
《国际光纤激光器最大功率》
近年来，随着科技的不断进步，光纤激光器在医疗、通讯、材料加工等领域得到了广泛的应用。

光纤激光器是一种将激光能量传输到光纤中的装置，其最大功率是指其能够输出的最大激光功率。

而国际上对于光纤激光器的最大功率有着严格的标准和规定。

根据国际标准，光纤激光器的最大功率需要经过严格的测试和认证，以确保其安全性和稳定性。

在医疗领域，激光手术设备的最大功率必须在临床安全范围内，并且需要符合相关的医疗器械标准。

在通讯领域，光纤激光器的最大功率需要满足信号传输和网络通信的需求，以确保数据传输的稳定和可靠。

在材料加工领域，光纤激光器需要具备足够的最大功率来实现高效的材料加工和切割。

另外，国际上对光纤激光器最大功率的标准也在不断更新和完善。

随着技术的进步和应用需求的变化，人们对光纤激光器的最大功率也提出了更高的要求。

因此，光纤激光器制造商需要不断进行研发和技术创新，以满足国际标准和市场需求。

总的来说，国际光纤激光器的最大功率是在严格标准和规定下进行认证和监管的，以确保其在不同领域的安全和稳定应用。

随着技术的不断进步，光纤激光器的最大功率也会得到进一步的提升，为各个领域的发展提供更好的支持。

专利名称：采用FPGA产生1.8-2.3ns的激光脉冲装置专利类型：实用新型专利
发明人：张立欣
申请号：CN201420514696.5
申请日：20140909
公开号：CN204144668U
公开日：
20150204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及采用FPGA产生1.8－2.3ns的激光脉冲装置，由现场可编程门阵列FPGA控制器、放大器、高频三极管、泵浦管组成，FPGA控制器依次与放大器、高频三极管、泵浦管相连；FPGA控制器用于产生最初的电脉冲控制信号，该信号能根据要求变频变脉宽；放大器将FPGA产生的电脉冲信号进行放大，增强电脉冲信号驱动能力；高频三极管并采用单独高电平电源直接驱动泵浦管，高频三极管的开通信号采用放大器的放大电路输出的电脉冲信号，经由泵浦管的驱动电路驱动泵浦管输出的就是光脉冲。

FPGA控制器产生4ns左右的电脉冲，而后续的放大器和泵浦管则将光脉冲缩小到1.8－2.3ns。

本实用新型阐述在FPGA控制器电信号不满足最小脉宽的情况下通过相应硬件电路的作用最终产生更窄的光脉冲信号。

申请人：武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司
地址：430223 湖北省武汉市东湖新技术开发区华中科技大学科技园创新基地10号楼
国籍：CN
代理机构：武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：唐正玉
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1550 nm全光纤单频脉冲光纤激光器王雄飞;郝金坪;何晓同;张昆;张利明;赵鸿【摘要】设计并实现了一种基于人眼安全波段的1550 nm全光纤化结构单频脉冲光纤激光器.激光器采用外腔稳频技术的单频半导体激光器作为种子源,其线宽1.8 kHz,功率20 mW.通过预放大器和声光调制器获得单频脉冲激光,并运用两级光纤放大器实现了线宽1.9 kHz、平均功率521 mW、脉冲宽度200 ns、重复频率10 kHz的单频脉冲光纤激光输出.输出脉冲峰值功率达260 W.输出端采用了双包层单模光纤,保证了输出激光的光束质量.整个激光器通过对种子光级联放大,结合放大器的增益控制,成功抑制了受激布里渊散射(Stimulated Bril-louin Scattering,SBS)效应,消除了放大过程中噪声对线宽的影响,获得了线宽稳定的单频脉冲激光.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)010【总页数】5页(P1238-1242)【关键词】光纤激光器;单频;声光调制器;峰值功率;单模;受激布里渊散射;全光纤【作者】王雄飞;郝金坪;何晓同;张昆;张利明;赵鸿【作者单位】固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN2481 引言单频光纤激光器是光纤激光领域的研究热点之一。

由于单频光纤激光器可广泛应用于光纤通信、光纤传感、相干探测、量子信息等多个领域[1-4],因此被国内外许多研究机构所重视。

相对于连续单频光纤激光器而言,脉冲单频光纤激光器研究具有较大的技术难度,特别是线宽千赫兹量级的大能量、高峰值功率单频脉冲光纤激光器的研究进展相对缓慢。

而该类型光纤激光器也是激光雷达、激光测距等方向急需的优质光源[5-7]。

一种用于ns级激光脉冲的信号处理电路的制作方法在当今高科技时代，激光技术被广泛应用于各个领域，如通信、医疗、工业加工等。

对于ns（纳秒）级激光脉冲的精确控制与信号处理是提高激光应用系统性能的关键。

本文将详细介绍一种用于ns级激光脉冲的信号处理电路的制作方法，以期为相关领域的技术人员提供参考。

一、概述本方法涉及一种用于ns级激光脉冲的信号处理电路，主要包括信号放大、滤波、整形、脉冲宽度调节和输出控制等部分。

通过该方法制作的信号处理电路具有高性能、高稳定性和易于集成的特点。

二、制作方法1.信号放大采用低噪声、高速运算放大器对激光脉冲信号进行放大。

为保证信号质量，选用合适的电阻、电容元件，设计合理的放大器电路，使信号在放大过程中失真小，噪声低。

2.滤波滤波部分采用有源滤波器，对放大后的信号进行滤波处理，去除高频噪声和杂散信号。

根据激光脉冲信号的特点，设计合适的滤波器参数，如截止频率、阶数等，确保信号在滤波过程中不失真。

3.整形整形部分采用高速比较器，对滤波后的信号进行整形处理，使其成为规整的方波信号。

比较器的设计应考虑速度、精度和驱动能力等因素，以保证整形效果。

4.脉冲宽度调节通过可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD等）实现对整形后信号的脉冲宽度调节。

根据实际应用需求，设计合适的程序，实现对脉冲宽度的精确控制。

5.输出控制输出控制部分采用高速光耦或MOSFET等开关元件，将调节后的信号输出至激光器驱动电路。

为保证输出信号的稳定性和驱动能力，应选择合适的光耦或MOSFET型号，并进行合理的电路设计。

三、制作要点1.元件选型：选择高品质、高可靠性的电子元件，确保电路的性能和稳定性。

2.电路设计：合理布局，减小信号干扰，降低噪声。

3.焊接工艺：采用高精度焊接设备，保证焊接质量。

4.调试与测试：对制作完成的信号处理电路进行调试和测试，确保其性能满足设计要求。

四、总结本文介绍了一种用于ns级激光脉冲的信号处理电路的制作方法，该方法具有高性能、高稳定性和易于集成的特点。

光纤激光器目录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。

光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。

编辑本段光纤激光器的类型按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为：1晶体光纤激光器。

工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+：YAG单晶光纤激光器等。

2非线性光学型光纤激光器。

主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。

3稀土类掺杂光纤激光器。

光纤的基质材料是玻璃，向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，而制成光纤激光器。

4塑料光纤激光器。

向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。

编辑本段光纤激光器的优势光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有以下优势：（1）玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势；（2）玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配，这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故；（3）玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低，所以上转换效率较高，激光阈值低；（4）输出激光波长多：这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多；（5）可调谐性：由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。

（6）由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。

（7）光纤导出，使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用，使机械系统的设计变得非常简单。

（8）胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。

脉冲光纤激光器使用说明书RFL-P20/30QS武汉锐科光纤激光技术股份有限公司Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies CO., LTD.安全信息在使用该产品之前，请先阅读和了解这份用户手册并熟悉我们为您提供的信息。

这份用户手册提供了重要的产品操作，安全以及其他信息给您以及所有将来的用户作参考。

为了确保操作安全和产品的最佳性能，请遵循以下注意和警告事项以及该手册的其他信息去操作。

a)锐科公司脉冲光纤激光器是IV级的激光产品。

在打开24VDC电源前，要确保连接是正确的24VDC的电源并确认正负极，错误连接电源，将会损坏激光器。

b)该激光器在1060~1085nm波长范围内发出超过33 W的激光辐射。

避免眼睛和皮肤接触到光输出端直接发出或散射出来的辐射。

c)不要打开机器，因为没有可供用户使用的产品零件或配件。

所有保养或维修只能在锐科公司内进行。

d)不要直接观看输出头，在操作该机器时要确保长期配戴激光安全眼镜。

安全标识及位置上面二个安全标识符号表示有激光辐射，我们把这符号标在产品光纤盒体盖顶上。

目录1．产品描述 (1)1.1.产品描述 (1)1.2.实际配置清单 (1)1.3.使用环境要求及注意事项 (1)1.4.技术参数 (2)2. 安装 (2)2.1. 安装尺寸图 (2)2.2. 安装方法 (3)3. 控制接口 (4)4. 操作程序 (6)4.1. 前期检查工作 (6)4.2. 操作步骤 (6)4.3. 打标过程中应注意的事项 (7)5. 质保及返修、退货流程 (7)5.1. 一般保修 (7)5.2. 保修的限定性 (7)5.3. 服务和维修 (8)1.产品描述1.1.产品描述锐科公司脉冲光纤激光器是为高速和高效的激光打标系统而专门研发制造的，为工业激光打标机和其它应用设备提供了一种理想的高功率激光能量源。

脉冲光纤激光器相对于传统的激光器，能够使每瓦的泵浦光转换效率提高10倍以上，包含低能量消耗的自动设计，适合实验室或工业操作。

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。

YLPN 25-100 mJHigh Pulse Energy Fiber LasersHigh Brightness up to 2 kWfor Wider Working Fieldand Faster Scanning FEATURES Pulse Duration 20-100 ns Average Power up to 2000 W Pulse Energy 100 mJ Excellent Pointing Stability Round or Square Processing Fiber High Brightness Enabling Faster Scanning High Brightness for Wider Working Field Maintenance-free Operation Water-cooled Compact Rugged Design High Wall-Plug Efficiency APPLICATIONS Paint Stripping Coating Removal Surface Treatment Texturing IPG Photonics offers YLPN High Power Seriesof high power nanosecond pulsed ytterbium fiber lasers with pulse energy up to 100 mJ and pulse duration from 20 to 100 ns. These powerful models are optimized for high throughput surface treatment applications such as paint stripping, coating removal, surface cleaning and texturing. Average output powers are up to 2 kW and the repetition rates vary from 2 to 100 kHz. The exceptionally high brightness enables faster scanning speeds and wider working fields resulting in higher throughput. These highly efficient water-cooled fiber lasers are packaged in compact rugged 6U 19" rack-mounted units.YLPN 25-100 mJHigh Pulse Energy Fiber LasersLegal notices: All product information is believed to be accurate and is subject to change without notice. Information contained herein shall legally bind IPG only if it is specifically incorporated into the terms and conditions of a sales agreement. Some specific combinations of options may not be available. The user assumes all risks and liability whatsoever in connection with use of a product or its application. IPG, IPG Photonics, The Power to Transform and IPG Photonics’ logo are trademarks of IPG Photonics Corporation. © 2023 IPG Photonics Corporation. All rights reserved.MAX. AVERAGE OUTPUT POWER: 4 kW MAX. PEAK OUTPUT POWER: 10 MWPULSE DURATION: 15-120 nsPULSE REPETITION RATE: 2-100 kHz WAVELENGTH RANGE: 900-1200 nmDANGER - INVISIBLE LASER RADIATION AVOID EYE OR SKIN EXPOSURE TO DIRECT OR SCATTERED RADIATION CLASS 4 LASER PRODUCTIEC 60825-1:20144.7 R6 6/23General Characteristics500 W 1000 W 2000 WConsole Dimensions (W × D × H), mm 449 × 716 × 266Optical Head Dimensions (W × D × H), mm115 × 393 × 93Weight, kg ~ 70~ 95CoolingWaterSupply Voltage, VAC 2303-phase 400-480Power Consumption, W2400Optical Characteristicsup to 50 mJ up to 100 mJWavelength, nm 1064 ±2Mode of Operation PulsedAverage Power, W 500500, 1000 Standard Brightness 1000, 2000 High BrightnessPulse Energy, mJ 25-5030-100Pulse Duration, ns20-10020-100Repetition Rate Range, kHz2-1002-50Optical TerminationOptical HeadFree space collimated output Processing Fiber, round or squareQBH compatible HLC-8 connectorOutput Beam Diameter Range, mm2-9—Process Fiber Size, μm—Standard brightness 400, 600High brightness 300 or 400Beam Parameter Product, mm × mrad~ 9@ 400 μm round core fiber Standard brightness BPP <24 High brightness BPP <13/contact40007000。

调Q光纤激光器类型及其工作原理调Q技术的出现和发展，是激光发展史上的一个重要突破，它是将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术。

调Q技术的目的是压缩脉冲宽度，提高峰值功率。

普通的脉冲激光器,光脉冲的宽度约在ms级,峰值功率也只有几十kW。

而调Q激光器,光脉冲的宽度可以压到ns级,峰值功率也已达到MW.调Ｑ的基本原理通常的激光器谐振腔的损耗是不变的，一旦光泵浦使反转粒子数达到或略超过阈值时，激光器便开始振荡，于是激光上能级的粒子数因受激辐射而减少，致使上能级不能积累很多的反转粒子数，只能被限制在阈值反转数附近。

这是普通激光器峰值功率(一般为几十千瓦数量级)。

不能提高的原因。

既然激光上能级最大粒子反转数受到激光器阈值的限制，那么，要使上能级积累大量的粒子，可以设法通过改变（增加）激光器的阈值来实现，就是当激光器开始泵浦初期，设法将激光器的振荡阈值调得很高，抑制激光振荡的产生，这样激光上能级的反转粒子数便可积累得很多。

当反转粒子数积累到最大时，再突然把阈值调到很低，此时，积累在上能级的大量粒子便雪崩式的跃迁到低能级，于是在极短的时间内将能量释放出来，就获得峰值功率极高的巨脉冲激光输出。

所以改变激光器的阈值是提高激光上能级粒子数积累的有效方法。

Q值与谐振腔的损耗成反比，要改变激光器的阈值，可以通过突变谐振腔的Q 值(或损耗a总)来实现。

调Q技术就是通过某种方法使腔的Q值随时间按一定程序变化的技术。

或者说使腔的损耗随时间按一定程序变化的技术。

Q开关激光器的特点（1）通过改变Q值——改变阈值，控制激光产生的时间。

（2）调Q激光脉冲的建立过程，各参量随时间的变化情况，如右图所示。

（3）图(a)表示泵浦速率Wp随时间的变化；（4）图(b)表示腔的Q值是时间的阶跃函数(蓝虚线)；（5）图(c)表示粒子反转数△n的变化；（6）图(d)表示腔内光子数Φ随时间的变化。

在泵浦过程的大部分时间里谐振腔处于低Q值状态，故阈值很高不能起振，从而激光上能级的粒子数不断积累，直至 t0时刻，粒子数反转达到最大值△ni，在这一时刻，Q值突然升高(损耗下降)，振荡阈值随之降低，于是激光振荡开始建立。