[01475847]百瓦级光纤激光器

百瓦级高功率光纤激光器采用掺Yb^(3+)双包层光纤和半导体激光器LD双端包层泵浦结构。双包层光纤是一种具有特殊结构的光纤，它比常规光纤增加了一个内包层，内包层的横向尺寸和数值孔径均远大于纤芯，纤芯中掺杂了稀土元素，由于内包层包绕在纤芯的外围，泵浦光在内包层中反射并多次穿越纤芯被掺杂离子所吸收，从而将泵浦光高效地转换为激光。对于掺镱光纤激光器，Yb粒子具有简单的能级结构，只有上下两个能级2F5/2、2F7/2。有源光纤可以吸收910nm或980nm泵浦光，将激光下能级粒子抽运到激光上能级，形成粒子数翻转，当粒子从上能级跃迁至下能级时激发出1097nm或1140nm波长的激光。在室温下，由于强烈的均匀和非均匀展宽使得玻璃中的Yb^(3+)离子在支能级之间的跃迁不能完全清晰地分开，因此它的吸收与辐射谱是连续的。　　该项目攻克了高功率光纤激光器LD端面泵浦耦合系统、高精度光纤端面处理、高破坏阈值谐振腔等关键技术，填补了国内空白。完成的光纤激光器主要技术指标为：激光输出功率： 137.7W光纤激光器总光光效率： 54.3%输出中心波长： 1110nm输出光束参数： 3.6mm*mrad输出功率不稳定度： ±2.0%该项目超额完成计划任务书中的指标，在国内率先进行高功率光纤激光器研究，所达到的技术指标在国内具有领先水平。光纤激光器输出功率水平相当于国外2002年前后的发展水平，光纤激光器光光效率指标达到国际先进水平，功率稳定性指标具有新颖性。本成果的创造性、先进性在于以高耦合效率成功实现高功率包层泵浦，并且实现稳定高效的百瓦级光纤激光输出，同时具有良好的光束质量。百瓦级高功率光纤激光器具有转换效率高，光束质量好等特点，比LD泵浦的块状固体激光器有更大的推广应用前景。这种百瓦级光纤激光器可应用于激光探测系统和激光雷达系统，完成对目标的搜索扫描和自主捕获跟踪，可成功实现对目标的探测和定位。应用连续光纤激光器进行高频调制，可成功实现对激光测距、激光制导等系统的高效干扰。应用百瓦级光纤激光器可开展对卫星平台和卫星太阳能电池的干扰和破坏研究。百瓦级光纤激光器的研制成功，将加快我国光纤激光器在各种武器平台上的应用步伐。百瓦级光纤激光器在工业加工中有较大的推广应用前景，可应用于焊接、标刻、各类艺术成像、退火、微机械器件的折曲、不锈钢部件的切割等。可以提高工业生产的性能价格比，必将对我国经济和社会的发展起到促进作用，产生较大的经济效益。