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半導體泵浦固體激光器競爭力日益加強

星之球科技 來源:光電信息簡報2013-06-14 我要評論(0 )   

2013年5月在德國慕尼黑光電展同期舉行的先進固體激光及光纖激光專家會議主要討論了激光技術、激光發(fā)展趨勢以及激光器發(fā)展前景,吸引了廣大的聽眾,會場座無虛席。 此次...

        2013年5月在德國慕尼黑光電展同期舉行的先進固體激光及光纖激光專家會議主要討論了激光技術、激光發(fā)展趨勢以及激光器發(fā)展前景,吸引了廣大的聽眾,會場座無虛席。

 

  此次會議于5月14日下午召開,持續(xù)三個小時,主要分為三個獨立部分,分別討論了半導體陣列泵浦固體激光器、光纖激光器以及超快激光器的相關研究,分別由來自德國研發(fā)和激光器制造的相關學術-工業(yè)應用交叉領域的富有特色的專家做學術報告,同時也有來自美國Nufern和英國南安普頓大學的相關研究人員做專題報告。

 

  激光會議邀請弗勞恩霍夫研究所所長Andreas Tünnermann教授擔任會議主席。他做了振奮人心的報告,介紹了最新固體激光器和光纖激光器制造工業(yè)日益增長的重要性,其意義隨激光光子學呈指數(shù)形式增長。

 

  他總結到,“在過去數(shù)年間,半導體陣列泵浦固體激光器已經成為一種有競爭力并且輸出功率可調的激光器設計方案,在科研和工業(yè)領域有著廣泛的應用。我們已經獲得了連續(xù)運轉輸出能量在10千瓦量級,電光效率高達30%的激光器,包括先進的光纖激光器、碟片激光器、板條激光器結構。”

 

  “至于脈沖運轉方式,已有報道產生了千瓦級輸出功率的飛秒激光器。光纖激光器和光纖放大器為此成就做出了突出貢獻,將會特別回顧和討論。此外,市場發(fā)展也是討論的一個子議題。”

 

  增長的需求

  首位做有關DPSSL(半導體泵浦激光器)報告的演講者是來自德國通快公司的Waldemar Sokolowski,他的報告題目為《基于材料加工的1kW功率多程激光平臺》。報告中指出了工業(yè)發(fā)展需要更高功率的激光和更通用的激光解決方案,而通快公司對此有著許多新的研究發(fā)現(xiàn)。

 

  他總結到,“我們通常所聽到的工業(yè)需求是,許多生產商在尋找一種通用的激光,能夠滿足所有種類的材料加工。但是,通快公司的實驗研究表明,不同種類的材料加工應用實際上需要不同種類的激光作為加工工具。”

 

  Sokolowski說:“在加工過程中有著諸多影響因素——例如材料類型、材料厚度、加工質量需求以及產品的結構,這意味著解決方案應該是不一樣的。”

 

  接下來Sokolowski向與會人員介紹了通快公司的涵蓋各種激光器類型的最新產品:Trudisk1000,其特征參數(shù)有:背向反射高度不靈敏、模塊化設計、能量可調諧范圍2kW、適用于極端寒熱環(huán)境。

 

  盡管Trudisk1000的能量暫時不能升級,其總效率高達30%,并有著單塊集成電路設計和高背向反射容納度,與TruDiode 903指標類似。這類激光有著廣泛的應用范圍,如釬焊、焊接、切割、沉積、硬化、快速成型制造。

 

 

片狀激光器

  德國航空中心研究所技術物理所所長Adolf Giesen介紹了片狀激光器的眾多優(yōu)勢。

 

  “此項技術的商業(yè)化可以分為三個關鍵領域:多模高功率激光、脈沖薄片激光器和系統(tǒng)小型化研究。”

 

  “在第一個領域中,現(xiàn)在已有基于單薄片的輸出功率10千瓦級多模激光系統(tǒng),以及其他基于不同結構的輸出功率為幾千瓦量級的激光系統(tǒng)。”

 

  “在第二個領域中,又細分為三個子領域:鎖模振蕩器,提供平均功率為80W,脈寬為800fs的輸出;再生放大器提供重頻100kHz,脈寬400fs,單脈沖能量40μJ的輸出,或者以腔倒空方式獲得30ns,能量80mJ,功率750W的激光輸出;小型化系統(tǒng)基于一個手機大小的直流供電單元,以532nm波長傳遞3W能量。”

 

  Giesen同時介紹了在薄片激光研究和發(fā)展中取得的技術突破,“新加坡南洋理工大學的Peng,Lim,Cheng,Guo,Cheah 和Lai的研究小組的名為《1.1kW近基模Yb:YAG薄片激光器》的科研論文即將發(fā)表于光學快報。”Giesen如是說。

 

  他還引用了Jenoptik的最新研究進展,后者搭建了一臺名為JenLas D2飛秒再生薄片激光器,并提出所謂變化薄片的概念。在研究方面,Giesen高度贊揚了Max Born研究所和加爾興MPQ的研究成果,前者獲得了能量為1J,脈寬5ps的Yb:YAG薄片CPA系統(tǒng);后者采用了同樣的介質,獲得了3kHz重頻、脈寬1.6ps、單脈沖能量28mJ的激光輸出。

 

  Giesen總結到,在薄片激光器研究領域有著積極的進展,包括幾個傳輸100kW級功率的激光系統(tǒng)模型,如最有可能實現(xiàn)的高功率“人眼安全”模型,和耦合更大激光能量范圍,獲取千焦耳級輸出(相干公司)。

 

 

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