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高功率连续光纤激光器方案

高功率连续光纤激光器由于具有高亮度,结构紧凑,转换效率高,光束质量好等特性。主要用于激光切割,激光焊接,激光熔覆,激光打孔,板材切缝等工业加工领域,还可以用于激光武器等军事领域

1、背景介绍

高功率连续光纤激光器由于具有高亮度,结构紧凑,转换效率高,光束质量好等特性。主要用于激光切割,激光焊接,激光熔覆,激光打孔,板材切缝等工业加工领域,还可以用于激光武器等军事领域。

2、原理

  高功率光纤激光器由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益光纤中进行谐振放大的光学谐振腔、以及激励光子跃迁的泵浦源三部分组成。高功率掺镱光纤激光器的增益光纤选用的是掺双包层光纤,采用半导体激光器二极管阵列作泵浦源,谐振腔通常选用光纤光栅,可以窄化线宽,提高光束质量。利用泵浦合束器,将泵浦光耦合进入增益光纤包层中,增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转,泵浦光在腔内形成振荡,达到阈值后形成激光输出。


3、系统结构图:







4、器件清单


名称

功能

多模泵浦激光器

作为振荡器提供泵浦能量,掺镱介质通常使用915或者976nm泵浦激光器,掺铥介质通常使用793nm泵浦激光器

NX1泵浦合束器

将N个泵浦光耦合进入同一根光纤的包层中

增益光纤

作为增益介质,吸收泵浦光实现信号光的放大,通常1μm附近的增益光纤采用双包层掺镱光纤,2μm附近采用双包层掺铥光纤

高功率光纤光栅

构成激光器谐振腔并窄化线宽,优化光束质量

模场适配器

低损耗的实现不同模场直径的无源匹配纤的过渡

包层光剥离器

由于增益光纤中的无法完全吸收,滤除残留的包层光

高功率QBH

由于高功率光纤激光器直接输出端面密度高,容易烧伤端面,光纤端帽或者QBH可以扩大光斑直径,有效降低功率密度。