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大功率全光纤激光器及其产业化分析 北京光电技术研究所 伍 峰 摘 要：本文介绍了大功率全光纤结构光纤激光器的结构、特点和优势，论述了全光纤激光 器研制的关键技术，给出了研究结果，讨论了光纤激光器产业化发展的方向，并对我国光纤 激光器产业化发展进行了展望。 关键词：全光纤激光器，包层泵浦耦合，光纤光栅，长寿命，大功率，产业化 1 引言 新世纪开始后，大功率光纤激光器的飞速发展令人振奋，不但谱写了激光技术发展的新 篇章，为激光产业的发展注入了新的活力，而且将开辟激光应用的新时代。 在世界范围内，光纤激光器的技术方案已经表现出全光纤结构的明显趋向，这种光路全 部由光纤和光纤元件构成的全光纤激光器，从激光的产生到激光的传输，全部在柔软的光纤 中进行，从而表现出了众多显著的优越性。 北京光电技术研究所研制的 30W 单模连续全光纤激光器代表了我国目前全光纤激光器 的最好水平，该全光纤激光器的研制成功，标志着我国光纤激光器产业化技术的一次重大突 破。 全光纤激光器是光纤激光器实用化和产业化的最佳途径，也是目前唯一进入商业化和产 业化的技术方案。发展全光纤激光器涉及双包层光纤、包层泵浦耦合、光纤光栅、大功率多 模泵浦半导体激光器和光纤激光器整机5大关键技术，这5大关键技术中有4大关键技术与 光纤技术密切相关。 2 全光纤激光器的结构、特点和优势 2.1 全光纤激光器的典型光路结构和光纤功率合成技术 图 1A 是一种典型的单端泵浦连续单模大功率全光纤激光器的光路示意图。单端泵浦结 构简单，但有源区增益呈指数衰减，分布极不均匀，适合功率不是非常高的情况。 多模泵浦激光器 双包层有源光纤 LD LD LD 正向泵浦耦合器 单模输出光纤 LD · · · LD 高反射光栅 低反射光栅 LD LD 图 1A 单端泵浦连续单模大功率全光纤激光器光路示意图 1 图 1B 为典型的双向泵浦连续单模大功率全光纤激光器的示意图。双向泵浦结构相对复 杂，但有源区增益分布均匀性得到改善，可实现更高功率输出。 多模泵浦激光器 多模泵浦激光器 LD 双包层有源光纤 LD LD LD LD 正向泵浦耦合器 反向泵浦耦合器 LD · 单模输出光纤 · · · · · LD 高反射光栅 低反射光栅 LD LD LD LD