A.高功率光纤激光器研讨会
光纤激光器研究报告
光纤激光器研究报告
光纤激光器是一种利用光纤光导核心之间储存光能的光学设备,并通过半导体激光器提供光子能量来激发光核心的光子放出储存在光纤中的光的一种设备。
与传统的光学放大器相比,光纤激光器具有高功率、低杂散、高效率、小型化等优势。
由于光纤激光器有着占用空间少、无需维护等特点,因此在现代科学技术发展中广泛应用于通信、医疗、工业制造等领域。
光纤激光器采用玻璃棒来形成隐性腔,将激光器的激光照射到棒上,激发玻璃中的离子使之形成游离态激子,然后激子通过多次反射在棒杆中生成光子,这些光子随后在光纤中传播。
光线随后沿着沿光纤水平传播,并在光纤的端部被集成,这将导致光纤激光器产生具有所需波长和高功率的激光。
光纤激光器优于其他激光器的一大优点是它可以在非常小的空间内运行,因此可以用于许多高密度组装应用。
此外,尽管它的成本较高,但它在长期使用和成本效益方面往往优于多晶体或气体激光器。
在使用光纤激光器的过程中,我们需要注意防护眼睛、避免直接照射皮肤等细节问题。
另外,拥有充足的工作经验和专业知识的技术工程师应具备的能力,以便在需要时进行日常维护和紧急维修。
综上所述,光纤激光器是一种高端技术的设备,应用广泛,未来在科学技术方面的发展中有着广泛的应用前景。
光纤激光 研究报告
光纤激光研究报告1. 引言光纤激光是一种基于光纤技术的激光器,其具有高功率、高效率、高稳定性等优点,被广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。
本文将对光纤激光的原理、应用和发展进行研究和分析。
2. 光纤激光原理光纤激光的原理主要是通过将激发能量传导到光纤芯心中,通过光纤的全反射作用,形成一条具有高能量浓度的光束。
光纤激光的核心部分是光纤芯心和泵浦源。
通过泵浦源向光纤注入大量能量,激发光纤芯心中的活性离子,产生激光。
3. 光纤激光的应用3.1 通信领域光纤激光在通信领域有着重要的应用。
传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点,使光纤激光成为长距离通信的首选技术。
利用光纤激光进行信号传输,可以实现高速、高质量的数据传输。
3.2 医疗领域光纤激光在医疗领域有着广泛的应用。
通过控制光纤激光的能量和焦点,可以实现对病变组织的精确切割和凝固,达到治疗的目的。
同时,光纤激光还可以用于激光治疗、激光手术等医疗操作。
3.3 材料加工领域光纤激光在材料加工领域也是一种非常重要的工具。
光纤激光具有高能量、高密度的特点,激光束的聚焦性良好,可以用于材料的切割、焊接、打孔等工艺。
相比传统的机械加工方法,光纤激光加工更加精细、高效。
4. 光纤激光的发展4.1 光纤激光器的类型光纤激光器根据工作波长和激光输出方式可以分为多种类型,包括连续波光纤激光器、脉冲光纤激光器、超快脉冲光纤激光器等。
4.2 光纤激光器的参数优化为了进一步提高光纤激光器的工作效率和稳定性,研究人员还对光纤激光器的多个参数进行了优化,包括泵浦光源功率、泵浦光纤长度、光纤材料等。
4.3 光纤激光器的发展趋势随着科技的不断进步,光纤激光器在功率、波长、调制速度等方面都得到了提升。
未来的发展趋势是进一步提高功率和效率,降低成本和体积,不断拓展应用领域。
5. 结论光纤激光作为一种基于光纤技术的激光器,具有广泛的应用前景。
在通信、医疗、材料加工等领域都有重要的应用。
随着技术的不断进步,光纤激光器的性能将不断提高,应用领域也会更加广泛。
光纤通信器件问答题汇总
1、短周期光纤光栅
a)光纤布拉格光栅
b)闪耀光纤光栅
c)啁啾光纤光栅
2、长周期光纤光栅
如果进一步对光栅的折射率分布及调制深度进行分类,可以分为
超结构光纤光栅或者取样光纤光栅、
相移或者Moiré光纤光栅、
变迹或者切趾光纤光栅等
画图并说明相位掩模板、振幅掩模板、逐点曝光制作光纤光栅的方法。
OADM:
a)光纤光栅+环形器b)光纤光栅+M-Z干涉仪
c)薄膜滤波器+光开关d)波分复用器+光开关
OXC:a)光纤交叉连接(FXC)b)波长选择交叉连接(WSXC)c)波长交换交叉连接(WIXC)
怎样才能得到波长可调谐激光?怎样才能得到窄谱激光?说明理由。4P13
波长可调谐激光:
a)通过某些元件(如光栅)改变谐振腔低损耗区所对应的波长来改变激光的波长。
b)无需复杂的冷却装置,具有良好的热稳定性
c)很宽的泵浦波长范围
d)具有高可靠性
d)电光转换效率高
f)结构紧凑、牢固、不需精密的光学平台,能够适应恶劣的工作环境。
如何设计一种环形腔光纤激光器,给出设计方.案同说明工作原理。
掺稀土金属光纤放大器主要有哪些?
EDFA(掺铒光纤放大器)
PDFA(镨)
TDFA(铥)
自聚焦透镜材料不仅能够使沿径向传输的光产生折射,而且其沿径向逐渐减小的折射率分布,能够实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点。
节距: ,沿正弦轨迹传播,完成一个正弦波周期的长度即成为一个截距P;
描述OTDR的工作原理,并理解曲线所包含的信息,OTDR主要有哪些性能参数?
光时域反射仪OTDR (Optical Time DomainReflectometer),是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。
激光设备安装调试员职业技能竞赛题库及答案(501749单选题)
A.全反镜、聚光腔、半反镜 B.全反镜、工作物质、半反镜 C.全反镜、泵浦源、半反镜 D.以上都不正确 正确答案:B 532、加上。开关,半导体泵浦激光器谐振腔出光调试时中心在同一个轴线上的器件是()。 A.全反镜、聚光腔、半反镜、。开关 B.全反镜、工作物质、半反镜、。开关 C.全反镜、泵浦源、半反镜、。开关 正确答案:B 533、关于玻璃管C02激光器谐振腔器件,下列说法错误的是()。 A.谐振腔的全反镜是平面镜、部分反射镜是平面镜 B.谐振腔的全反镜是平面镜、部分反射镜是凸面镜 C.谐振腔的全反镜是凸面镜、部分反射镜是凸面镜
正确答案:A 506、聚焦(场)镜故障对加工效果可能造成的影响有()。 A.影响焦深深浅 B.影响激光器工作频率 C.影响激光器波长 D.以上说法都不对 正确答案:A 507、以下哪个器件不属于CCD视觉捕捉系统()。 A.相机 B.视觉软件 C.计算机 D.视神经 正确答案:D 508、为了避免视觉系统产生畸变,主要应该考虑以下哪个因素
正确答案:B 536、PWM的中文含义是。方式。 A.幅值调制 B.脉宽调制 C.长度调制 D.颜色调制 正确答案:B 537、大幅面激光切割机典型的外光路系统是()。 A.后聚焦式振镜外光路系统 B.前聚焦式振镜外光路系统 C.X-Y工作台式飞行光路系统 正确答案:C 538、以下光纤激光器中不是国外品牌的是()。 A.锐科光纤激光器
正确答案:A 529、关于半导体泵浦激光器的泵浦源,以下说法正确的是()。 A.泵浦源也是激光,波长与激光器波长相同。 B.泵浦源不是激光,波长与激光器波长相同。 C.泵浦源不是激光,波长与激光器波长不同。 D.泵浦源是激光,波长与激光器波长不同。 正确答案:D 530、关于半导体泵浦激光器的谐振腔,以下说法正确的是()。 A.谐振腔器件构成和灯泵激光器谐振腔器件构成类似 B.谐振腔器件构成和光纤激光器谐振腔器件构成类似 C.谐振腔器件构成和C02激光器谐振腔器件构成类似 D.以上都对 正确答案:A 531、未加。开关,半导体泵浦激光器谐振腔出光调试时中心在同一个轴线上的器件是()。
《激光原理与技术》题集
《激光原理与技术》题集一、选择题(每题2分,共20分)1.激光的英文名称是:A. Light Amplification by Stimulated Emission ofRadiationB. Linear Accelerator BeamC. Large Area Beam EmitterD. Low Amplitude Beam2.下列哪项不是激光器的基本组成部分?A. 激光工作物质B. 激励源C. 光学谐振腔D. 光学滤镜3.激光产生的三个基本条件不包括:A. 实现粒子数反转B. 存在光学谐振腔C. 满足阈值条件D. 有强大的磁场4.在激光技术中,调Q技术主要用于:A. 提高激光功率B. 压缩激光脉宽C. 扩大激光光斑D. 改变激光颜色5.下列哪种激光器不属于气体激光器?A. He-Ne激光器B. CO2激光器C. Nd:YAG激光器D. Ar离子激光器6.激光器的阈值条件是指:A. 激光工作物质开始发光的最低能量B. 激光工作物质达到最大发光强度的能量C. 激光工作物质开始产生激光的最低泵浦功率D. 激光工作物质温度达到熔点的能量7.激光测距主要利用了激光的哪一特性?A. 单色性好B. 方向性强C. 亮度高D. 相干性好8.在激光加工中,激光切割主要利用激光的:A. 热效应B. 光电效应C. 磁效应D. 化学效应9.激光通信相比于微波通信的优势是:A. 传输距离更远B. 传输速度更快C. 抗干扰能力更强D. 所有以上选项10.全息照相技术主要利用了激光的:A. 高能量特性B. 相干性好的特性C. 方向性好的特性D. 单色性好的特性二、填空题(每题2分,共20分)1.激光器的核心部件是______,它决定了激光器的输出波长。
2.在激光产生过程中,实现粒子数反转是通过______手段来实现的。
3.激光器的输出光束质量通常由______来描述。
4.激光脉冲的持续时间越短,其峰值功率就______。
High Power Fiber Lasers:A Review
cladding-pumped fiber cross-sections
12
3. Fundamentals
Cladding pumping
However
over the entire fiber length ,over all wavelengths
the modes should be continuously mixed over the entire length
He is a co-founder of Southampton Photonics, Inc., a University of Southampton spin-off manufacturing high-power fiber lasers, where he is currently serving as a Chief Scientist. He has published more than 300 papers in scientific journals and conference proceedings and holds 20 patents.
15
4. Some parasitic effects
Optห้องสมุดไป่ตู้cal damage
white powder
2 108 m3
a catastrophic effect for ns and sub-ns pulses electron density exceeds melt or fracture the silica glass
LASIK——laser-assisted in situ keratomileusis
7
2. Introduction
国际先进光纤激光研讨会
第1期红外与激光工程第50卷^通讯作者简介:郝群,女,北京理工大学特聘教授,博士生导师。
长期在新型光电成像传感技术和光电精密测试技术领域从事教学和科研工作,主要研究方向包括新型光电成像技术、仿生光电感测技术、抗振干涉测量技术及仪器等方面。
主持国家自然科学基金仪器专项/重点项目、基础加强计划项目、国防基础科研重大/重点项目、国家863项目等多项国家级项目。
W究成果获得省部级技术发明-等奖3项、省部级其它奖项多项;发表SCI论文90余篇,出版专S3部;陋会议±雜雜告二传次;授棚家发龄利90紙賴隸育教学成果二等奖1项,省部级教育教学成果一等奖2项、二等奖3项。
Email:qhao@国际先进光纤激光研讨会Advanced Fiber Laser Conference, AFL2021https:///meeting/AFL2021 .html2021年11月5-7日,成都会议议题方向(不限于此>:Topic 1: Fiber and fiber based device>激光光纤设计与制备>特种光纤设计、制备及表征>高功率光纤器件Topic2: High power fiber laser>高功率连续以及脉冲光纤激光技术>高功率拉曼光纤激光技术>高功率窄线宽以及单频光纤激光技术>其他类型高功率光纤激光技术>高功率光纤激光器中的模式不稳定>高功率光纤激光器的光束表征与操控技术>高功率光纤激光器的泵浦技术Topic3: Ultrafast fiber laser and nonlinear fiber optics >超快光纤激光技术>光纤非线性效应及动力学>拉曼光纤激光技术>1.9〜3微米区间的中红外连续和脉冲光纤激光技术 >3〜5微米区间的中红外连续和脉冲光纤激光技术>中红外波段的二维材料及其在中红外光纤激光器 中的应用>中红外超连续谱和孤子自频移的产生技术>中红外玻璃光纤的设计和制备>新型的中红外光纤器件Topic 5: Beam com bination o f fiber lasers>高功率光纤激光相干合成技术>高功率光纤激光光谱合成技术>其他新型高效光纤激光合成技术>高性能合成器件技术研究Topic 6: Fiber laser application>高能光纤激光器在激光制造和材料加工中的应用 >单频光纤激光器在传感、测量、激光雷达及激光制 冷中的应用>光纤激光器在成像、照明和空间光通信中的应用Topic 4: M id-infrared fiber laser and fiber SC>特种光纤激光的应用。
高功率连续光纤激光器用途
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。
高功率的1.7μm全光纤激光器的制作流程
本技术涉及光纤激光器领域,具体涉及一种高功率的1.7μm全光纤激光器,其采用双向泵浦结构,第一泵浦源提供前向泵浦光,第二泵浦源提供后向泵浦光,激光器谐振腔由第一高反布拉格光纤光栅和第二高反布拉格光纤光栅之间的直线腔构成;前后向泵浦光经由隔离器和波分复用器通入增益光纤中,在谐振腔中形成激光震荡,再经过滤波器,最后经过耦合器输出。
本技术能实现高功率的1.7μm光纤激光输出,结构简单、紧凑性极好、激光输出稳定性良好,非常适合后期封装和集成化开发。
此文献全文缺失!。
高功率连续波光纤激光器时域不稳定性及其抑制研究
随着温度的升高,光纤激光器的阈值电流会降低,同时量子效率也会提高, 导致更多的光功率被产生。此外,温度变化还会引起光纤中的折射率发生变 化,进而影响激光器的输出特性。
光学元件质量对时域不稳定性的影响
总结词
光学元件的质量对高功率连续波光纤激光器的时域不稳定性具有重要影响。
详细描述
光学元件的质量不佳可能会导致光束质量下降、光束发散增加以及激光器效率降 低等问题。此外,光学元件上的污染和损伤也会导致激光器性能下降。
02
光纤激光器利用光纤中的折射率分布和光波导效应来限制和传导光束,实现光 放大和激光发射。
03
光纤激光器具有高亮度、高效率、低热负荷等优点,被广泛应用于通信、医疗 、军事等领域。
时域不稳定性现象与机制
高功率连续波光纤激光器在运行过程中,有时 会出现时域不稳定现象,表现为输出光束的质 量下降、噪声增加等。
光学注入种子技术
总结词
高稳定性、高亮度、高相干性
详细描述
光学注入种子技术是一种将主激光器输出的光作为种子光注入到另一个激光 器中,借助种子光的稳定性提高激光器的输出性能。通过光学注入种子技术 ,可以实现高稳定性、高亮度和高相干性的激光输出。
05
时域不稳定性抑制方法的实 验验证与结果分析
实验装置与方案
2023
《高功率连续波光纤激光 器时域不稳定性及其抑制
研究》
目录
• 引言 • 高功率连续波光纤激光器时域不稳定性分析 • 高功率连续波光纤激光器时域不稳定性影响因素 • 高功率连续波光纤激光器时域不稳定性抑制方法
目录
• 时域不稳定性抑制方法的实验验证与结果分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
高功率光纤激光器中自脉冲效应的产生及其抑制
高功率光纤激光器中自脉冲效应的产生及其抑制一、自脉冲效应的产生1. 自脉冲效应的概述自脉冲效应指的是高功率光纤激光器(以下简称fiber laser)中产生的不可控脉冲,它往往在单模激光器中存在着明显的“sparks”,其形态非常相似,在双模激光器中可表现为两路发射线交替变化。
自脉冲效应常见于CW或变调处理后的激光,主要由器件的自激泵浦环节引起。
2. 产生机制高功率 Fiber laser的人工混合系统以及流动介质熔断器作为维持稳定发射的最后一道防线,但是在严峻的操作条件下可能出现概率性不稳定,使得稳定的激光辐射受到剧烈打扰。
这种现象就是所谓的自脉冲效应,它是由环节传输引起的时延不稳定而产生的一种特殊激光效应。
3. 自脉冲效应对激光器性能造成的影响自脉冲效应对激光器性能有不利影响,首先,它会严重降低激光器的发射能级,影响它的使用效率;其次,由于发射功率的突变,会严重干扰激光器的控制系统,影响激光器的稳定运行;最后,它可能造成散射等不良后果,进而对激光的安全性产生威胁。
二、自脉冲效应的抑制1. 激光器结构改进由于自脉冲效应的出现和激光器的结构有关,所以采用结构改进的方式来减少其发生的可能性是一种有效的解决办法。
结构改进包括反射镜斜度调整、反射镜温度和有效抗膜波长调整、增大环节数量等。
2. 减少噪声降低噪声也是降低自脉冲效应发生几率的方法之一,可以通过改进控制系统与降低孤立源的接触等方式进行抑制。
3. 加大稳定强度激光器发射的激光功率过低以及激光脉宽度过大时,都有可能产生自脉冲效应。
因此,可以通过调整激光脉宽来抑制自脉冲效应发生。
4. 加强通道共振保持加强光纤激光器的通道共振保持也是降低自脉冲效应出现几率的一种方法,可以通过增加铁磁激光管来加强共振保持,从而有效抑制自脉冲效应的发生。
大功率高效率中红外光纤激光器的研究进展
物作为光纤材料的喇曼光纤激光器等几个方 面的研究进展进行 了介绍。
1 简 介
大功率 、 高效率 、 高可靠性的波长为 2 m和 3 m 的中红外辐射源在 国防 、材料加 工 、探测和 医疗 等
管泵浦 功率 .该 激光器 的最 大光一 光转换 效率 约为 3%。在实 际应用 中 ,一 般都要求 激光器具有 较高 0 的效率 .所 以开发效 率更 高 、结构更 简单 的中红外 光纤激光系统是该领域的一个主要研究 目标 。 本文所要论述的内容主要包括以下几个方面 : a 高功率 2 . m光纤激 光;
在输 出功率 达 到约 14W 时 明显 下降 . 0 其原 因是光
纤热 载的增加 ,这里假设 电介质镜反射率 很高时 的 腔 内光强 与电介质反射镜 的预期 连续波损耗 阈值相
同。几何 尺寸是 光纤 末端损伤 的一个重要原 因。即
浓 度 比率 较 高 且伴 随 的 T ,浓 度 较 高 ( 2w. m > t %)
相抗衡 ,T 子发光 的量子效率 接近 2 这个 高 m 离 ,
很多领域都有着广泛的需求 。2L m波段的激光是由 L
掺 T 、掺 H m o 的光纤作 为增 益介 质产生 的,由于 水分子在该波长附近有很强 的中红 外吸收峰 ,因此 用该波段激光器进行手术 时,激 光照射部位血 液会 迅速凝结 ,手术创面小 ,止血性 好 ,又 由于该 波段 激光对人 眼是安全的 ,所以掺 T m 和掺 H 2 m o的 光纤激光器在 医疗 和生物学研究 方面有广泛 的应用 前景。 高功率二极管泵浦技术加上现有的近红外波
光纤激光器及其应用
2024/5/31
24
表1 几类激光器性能的比较
2024/5/31
25
光纤激光器可用于材料加工和制造
不同材料加工所需光纤激光器功率如下: 金属切割:500w~2kw; 金属焊接和硬焊:500w~20kw; 金属淬火和涂敷:2~20kw; 玻璃和硅切割:500w~2kw; 聚合物和复合材料切割为200w~1kw; 快速印刷和打印:20w~1kw; 软焊和烧结为50~500w; 消除放射性沾染为300w~1kw。
申请了十几项专利技术。
2024/5/31
19
国内研究概况
(2)南开大学在研制出短脉冲光纤激光器的同 时,大胆创新,率先研制出了双包层光纤光栅,为 双包层光纤激光器的全光纤化研究,迈出了重要的 一步。
(3)武汉烽火通信成功推出了完全达到商用水 平的双包层掺镱光纤产品。据悉,通过上海光机所 试用,其斜率效率达到66%以上,在选用合适的光 纤长度和泵浦功率的条件下,可实现100W以上的 激光功率输出,达到国际先进水平。
CO2和YAG激光器: 体积大;高功耗;短 寿命;高维护费用; 使用不方便。
2024/5/31
掺镱光纤激光器:体积小;低功耗;长寿命 ;
低成本,免维护;光束质量好,工作面处功率 密度高;光纤传输到工作面,使用方便。
30
深圳大族激光YLP-10光纤激光打标机
2024/5/31
31
YLP-10光纤激光打标机技术参数
2024/5/31
2
随着光通信的迅猛发展,光纤制造工艺与半 导体激光器生产技术日趋成熟,为光纤激光器 和放大器的发展奠定基础。英国的南安普敦大 学和通讯研究实验室、德国汉堡技术大学、美 国的Polaroid Corporation,Bell实验室,日 本的NTT、Hoya均在光纤激光器研究中 取得许多重要成果。
光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的发展及展望
背景介绍
掺铥光纤激光器是一种基于铥离子(Tm)在光纤中的掺杂和激活而形成的光 纤激光器。由于铥离子具有较长的激发态寿命和较高的量子效率,因此掺铥光纤 激光器具有较高的转换效率和单色性好的优点。此外,掺铥光纤激光器还具有较 高的抗化学腐蚀性和温度稳定性,因此在恶劣环境下也有较好的应用前景。
研究进展
4、光栅反馈:在某些高功率连续光纤激光器中,光纤光栅还可以作为反馈 元件,实现对激光器输出波长的监控和调节。
参考内容
引言
随着科技的不断发展,激光技术已经广泛应用于工业、医疗、科研等领域。 在各种激光器中,光纤激光ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ以其高效率、高可靠性、长寿命等优点逐渐成为研 究的热点。特别是高功率连续掺铥光纤激光器,由于其在军事、工业和医疗等领 域具有广泛的应用前景,因此备受。本次演示将介绍高功率连续掺铥光纤激光器 的研究进展。
光纤光栅在高功率连续光纤激光 器中的应用发展
随着高功率连续光纤激光器的不断发展,对光纤光栅的需求也在不断增加。 光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要包括以下几个方面:
1、波长选择:光纤光栅可以作为滤光片,只允许特定波长的光通过,从而 实现对激光波长的精确控制。这对于高功率激光器的应用非常重要,因为波长的 精确控制可以避免热效应和非线性效应,从而提高激光器的稳定性和效率。
三、高功率光纤激光器的理论研 究
1、数值模拟:数值模拟是研究高功率光纤激光器的重要手段。通过建立数 学模型,对光纤激光器的性能进行模拟和分析,可以预测和优化光纤激光器的性 能参数,提高其转换效率和光束质量。
2、非线性光学效应:高功率光纤激光器在输出功率较高时,会产生非线性 光学效应,如自聚焦、自脉动等。这些效应会对光纤激光器的性能产生影响,因 此需要对这些效应进行理论研究,以优化光纤激光器的设计。
光电检测技术与系统智慧树知到答案章节测试2023年天津大学
绪论单元测试1.光源是检测系统中不可或缺的一部分。
A:错B:对答案:B第一章测试1.光电信息检测系统是指将待测光学量或非光学待测物理量转换成(),通过光电变换电路和计算处理的方法进行检测的系统。
A:热学量B:化学量C:光学量答案:C2.光电信息检测方法的特点是信息检测的()实时性、遥控性、快速性A:遥控性B:快速性C:电信号放大D:实时性答案:ABD3.利用(),直接测定物体的形状、尺寸,位置。
这是在生产线上实现自动检测的有效手段。
A:光谱仪B:二维光传感器C:光功率计答案:B4.利用光谱仪直接对光纤Bragg光栅传感器进行解调时,光纤Bragg光栅传感器可以串接使用。
A:错B:对答案:B5.滤波法是一种抽取()上特定的检测所需要信息的方法。
A:柯西面B:频谱面C:拉格朗日面答案:B6.如果采取图像的扫描进行检测,那么,图像的像元取决于()A:扫描光点大小B:显示屏大小C:仪器功耗D:扫描时间答案:AD7.热敏照相机扫描式检测适合于热像,它可用于各种()的分布测量上。
A:压力场B:湿度场C:温度场答案:C8.热敏照相机的扫描方式采用水平与垂直的二组扫描来完成。
扫描一般用旋转的多面体或()来实现。
A:电光调制器B:磁光晶体C:振动偏转的反射镜答案:C9.红外检测系统的主要优点是发光点低、使用稳定和():A:灵敏度高B:亮度高C:寿命长D:效果好答案:ABCD10.像传感检测技术中,线性光列阵有()和照明型两种基本形式A:成像型B:科勒型C:欧拉型答案:A第二章测试1.激光衍射测量的相对误差可以达到0.1%量级。
A:对B:错答案:A2.在实际的激光衍射测量系统中,没有物镜也是可以的。
A:对B:错答案:A3.测定爱里圆变化可以精密地测定或分析微小内孔的尺寸。
A:错B:对答案:B4.利用衍射分布特征尺寸进行衍射测量时,当被测尺寸减小时,测量灵敏度如何变化?A:不变B:增大C:减小D:不一定答案:B5.楔形开孔的衍射条纹是零级中央条纹扩大,呈何种分布?A:圆B:条纹C:双曲线D:椭圆答案:C6.衍射计量主要用于小量程的高精度测量上,下列数字哪些不在绝对测量的量程范围之内?A:0.1mmB:0.5mmC:1mmD:0.01mm答案:C7.缝宽w大,条纹密集,测量灵敏度高。
高功率光纤激光器的研究进展 - index 清华大学网络资源
第37卷 第7期 激光与红外Vol .37,No .7 2007年7月 LASER & I N FRARE DJuly,2007 文章编号:100125078(2007)0720589204高功率光纤激光器的研究进展陈苗海(华北光电技术研究所,北京100015)摘 要:文章扼要地介绍国际上高功率光纤激光器的进展状况,重点介绍近几年国内外高功率光纤激光器与放大器的发展水平和动向。
关键词:光纤激光器;高功率光纤激光器;掺镱双包层光纤;大模面积;光子晶体光纤中图分类号:T N248.1 文献标识码:AResearch Progress of Hi gh 2power Fi ber LasersCHE N M iao 2hai(North China Research I nstitute of Electr o 2op tics,Beijing 100015,China )Abstract:The research p r ogress of high 2power fiber laser are su mmarized in brief,and the devel opment level and re 2cent trends of high 2power fiber laser within China and abr oad are intr oduced with e mphasis .Key words:fiber laser;high 2power fiber laser;Yb 2doped double -clad fiber;L MA;PCF1 概 况高功率光纤激光器与传统固体激光器相比具有转换效率高、光束质量好、散热方便等优势,是国际上激光技术研发领域的最大热点之一。
近几年来,随着单根光纤输出功率的不断提高,高功率光纤激光器的应用前景更为看好,并已在光通信、材料加工和处理、医学、印刷等领域得到迅速的应用,呈现出逐步替代现有传统高功率激光器的趋势。
激光器件作业试题5套含部分答案大学期末复习试题副本
?激光器件?作业〔1〕1.说明激光产生的必要和充分条件.简述激光器的根本组成局部及其功能.2.判断谐振腔的稳定性〔单位:mm〕⑴R1=90, R2=40, L=100⑵R1=20, R2=10, L=4533〕 R1=-40, R2=75, L=6044〕 R1=8, R2=-10, L=503.某稳定腔两面反射镜的曲率半径分别R1=-1.25m及R2=1.6m〔1〕这是哪一类型谐振腔⑵试确定腔长L的可能取值范围,并作出谐振腔的简单示意图.4、画出下列图所示谐振腔的等效透镜光路,并写出往返矩阵.5.某CO2激光器采用平凹腔,L=50cm, R=2m , 2a=1cm, =10.6 m.试计算镜面上的光斑半径W s1和W s2,光腰W0,远场发散角0,以及基横模损耗00各为多少6.半导体激光器输出1.55 m的光腰w0=0.6mm的高斯光束,为将它耦合到芯直径=10 m的石英光纤〔N.A.=0.2〕中,应如何建立耦合光路要求给出聚焦透镜的焦距和各部件的位置.?激光器件?作业〔2〕1.试说明气体放电伏安特性中击穿电压和放电维持电压的概念.2.提升He-Ne激光器632.8nm输出功率的方法有哪些3.实验测得He-Ne激光器以波长=632.8nm工作时的小信号增益系数为G0=3 10-3cm-1.①设饱和光强Is=30W/cm2时,以非均匀增宽计算腔内光强I =50W/cm2时的增益系数G;②为保持振荡稳定,设反射镜R2的反射率为100%,腔长l =10cm,问R1的反射率最小为多少〔除透射损耗外,腔内其它损耗的损耗率a =9 10-4cm-1〕?③又设光斑面积A = 1.1 x 10-2cm2,反射镜反射系数R1=99.2%,问R1端输出光功率为多少毫瓦.4.设计一款输出TEM00模、功率12mw的He-Ne激光器.5.为什么Ar+激光器要用弧光放电进行泵浦为此它的等离子管要采取哪些措施6.什么叫瓶颈效应对于He-Ne激光器和CO2激光器,分别可采用什么方法减小瓶颈效应?激光器件?作业〔3〕1.下列图是输出功率为1kW的闪光灯泵浦Nd:YAG激光器中的能量转换环节.请计算该激光器各个环节的效率〔包括泵浦灯的电光转换效率L,聚光腔的聚光效率c,激活离子的吸收效率ab和荧光量子效率0〕以及总的光电转换效率.2.与卤素灯相比,采用半导体激光器作为固体激光器的泵浦源有何优势3.简述激光棒热效应对固体激光器工作特性的影响及其消除或补偿的方法.4. 一个YAG激光器的棒直径为6mm,长度75mm;而泵浦灯的直径为5mm, 长度75mm.请为它设计一个单椭圆的聚光腔.5. 一台YAG激光器谐振腔的腔长为160mm,两个球面镜的曲率半径分别为100mm和250mm, YAG棒长80mm,折射率1.82,位于谐振腔的中央.假设考虑热透镜效应,求该激光器稳定运转时对应的激光棒屈光度的范围.?激光器件?作业〔4〕1.半导体激光器的光束质量较差是什么原因引起的2.简述半导体激光器系统与普通二能级系统的区别.3.为什么双异质结可以降低半导体激光器件的阈值功率密度4.如何实现半导体激光器的单纵模和单横模振荡?激光器件?作业〔5〕1.相对于半导体激光器,光纤激光器有何突出的优点2.基于光纤Fox-Smith谐振腔的光纤激光器,应如何设计谐振腔参数以便获得单纵模运转3.简述大功率双色层光纤激光器的结构和特点,为何其内包层光纤横断面要采用特殊的几何形状4.简述光纤激光器采用非线性偏振旋转〔NPR〕锁模的原理.〔蠹光器件?作业〔1〕1〕」.作物帧:激光舞的核心.谱线波段.增益,结构形态e2〕泵浦源,电、光、热、化学能、核能激团"激光电源,限制电路,能量转换效率,3〕光学谐振腔工为激光振荡建立提供正反应;其参数影响输出激光束:同量一稳定性,模式:镜片加工和镀膜工艺,调整精度4〕辅助设施।散热系统,滤光设施口置Q,缴模,稳频,选模.放大也产生激光的必要条件一粒子数反转;受激倔射耍得到放大.必须辐射作用大于吸收作用■要求上能级的粒子数大于下能级粒子数.理想能级结构工上能级:亚稔态〔长寿命〕,粒子数枳累.下能级;尽量清空U或目治<0即;(4+.)<-13.某稳定腔两面反射镜的曲率半径分别Rl=-L25m及R2=L6m.⑴这是哪一类型谐振腔(2)试确定腔长।的可能取值范围,并作出谐振腔的简单示意图.凹凸镜;|glg2|<l4、画出下列图所示谐振腔的等效透镜光路,并写出往返矩阵.产生激光的充分条件一一阈值条件:激活介顺的增益不小于损耗,才能产生激光振荡. G2R>\2.判断谐振腔的稳定性(单位:mm)(1)R1=9O, R2=40J=100(2)Rl=20, R2=10, L=4533) Rl=・40, R2=75, L=60(4)R1=CO/R2=-10/ L=501、稳定腔一一傍轴光线在腔内任意屡次往返不会横向逸士腔外-1 V:(.4 + 0)V1或0<弁限<1其中处=12、非稳脖一一傍轴光线在腔内有果次往返必然从侧面溢出腔外g思>1 即:(4 + 0)>1注意:相乘时要反序乘;5.某COz激光器采用平凹腔,L=50cm, R=2m , 2a=lcm> X=10.6pm>试计算镜面上的光斑半径w.和w〃,光腰w.,远场发放角00,以及基横横损耗6;u各为多少J',z〕■—> \c基模场振幅分布卬〔二〕〞<"=楞[吟〕吟卜6 基模光斑尺寸Y *1,〕72 * U1〕腰斑尺寸、/2 V2万V nMz〕=M±/〕=%〕&=2〕镜面上3〕远场发散角8= lim——0,2 — fi"1 -二-HO Z二—94〕基模衍射损耗va2 /N= [ 2=2阳:共焦腔TEMg近似公式:制’[LXV冗="小“乩+" 2尸Z y户由E0.9xl()3N6.半导体激光器输出L55Pm的光腰w o=O.6mm的高斯光束,为将它耦合到芯直径♦=10jun的石英光纤〔N.A.4,2〕中,应如何建立耦合光路要求给出聚焦透镜的焦矩和各部件的位置.?激光器件?作业〔2〕1.试说明气体放电伏安特性中击穿电压和放电维持电压的概念.使电介质击穿的电压,电介质在足筋强的电场作用下将失去算介电〞他成为导体,称为电介班击穿,所对应的电压称为击穿电压一当外加电压逐渐升高后,气体中的放电过程发生转变.此时假设去掉外界鼓励因素,放电仍继续开展,称为自持放电,通常所研究的各种气体放电形式如辉光放电、电晕放电、火花放电、电蚯放电等都届于自持放电当外加电压较低忖,只有由外界电离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体放电电流,一旦外界电离作用停止,气体放电现象即舶之中断,这种放电称为林自持放电,2.提升He-Ne激光器632.8nm输出功率的方法有哪些3.实验测得He-Ne激光器以波长X=632.8nm工作时的小信号增益系数为G产找1.・3cmz①设饱和光强/5=30W/cm2时,以非均匀增蜜计算腔内光强/=50W/cm2时的增益系ft G;②为保持振荡稳定,设反射镜R2的反射率为100%,腔长/=10cm,问R1的反射率最小为多少〔除透射损耗外,腔内其它损耗的损耗率a=9xl0< cm ]〕?③又设光斑面积A= LlXldcm〕反射镜反射系数81=99.2%,问R1端输出光功率为多少毫瓦.〔1〕增益:光在单位距离内光强增加的百分比..=上公Is〔2〕% = j2G/a-a;⑶R那么=1 -T那么;KI. = 3OW/cm2P^ATKIA^--1〕52a + T4.设计一款输出TEMoo模、功率12mw的He-Ne激光器.放电长度L =刍~ = — = 600m〃?/20L =600+60=660mm 0= 1 :R=LP=660mm凹而反射镜上的光斑半径外鼻-r〔〕a R-L放电毛细管直径.= 3.3他D2萨涅尔数汽==-4AL基模衍射损耗40^0.3% 总的光学投失a =%十%,.〔图,包括全反射透过率.反射镜散射和吸收散射.可取0.6%〕最正确透过率7^=j2G/a-a, / ="笈〔,尸P ATK I S〔^--\〕a+T5.为什么Ar+激光器要用孤光放电进行泵浦为此它的等离子管要采取哪些举措?1).笈离子激光器的工作能级是离子激发态.为了实现激发.要求管内电子仃很高的能量c根据正柱区的特性,气压越高,放电功率密度越大,热不稳定性增长所需要时间越短, 量离子激光器只能在较低气压〔低于1.06xl02Pa〕下工作.管内气压低,单位体积中Ar原子数日减少.为增加筲内电由和激发过程,以保证足够激光上能级粒子,需要提升管内的电子密度,Ar*激光器采用弧光放电鼓励,管内的电流密度可高达100—lOOOA/cn?,2).因A「激光下能级的弛续依靠3P5〔离子基态〕粒子的首壁复合,所以它的放电管的管径一般较细,约2〜4mmeAr离子激光器工作时,放电管中通过的的工作电流约为几〜几I安培.其相应的电流密度可达数百安培/平方厘米,同时还要耗散120W/cm的热身,管壁温度往往在1000C以上.放电毛细管必须品用耐高温、导热性能好、气体消除速率低的材料划作.通常使用石英管、氧化被陶瓷菅、分段石屋管、铝放电管等.6.什么叫瓶颈效应对于He・Ne激光器和CO?激光器,分别可采用什么方法减小瓶颈效应1〕瓶颈效应,当CO2激光器中不加其他气体,只靠CO?分子之间的碰撞时,10..驰像到01^的速率比从01»0驰速到00°0的速率高得多,因此01%能级上的粒子将被堆枳起来. 而第一步过程是可逆的,这会使得10.0和02.0能级上的粒子数增加,造成反转粒子数卜.降, 2〕He-Ne:参加辅助气体He,更高质原子的泵浦效率,以及减小管的直径使管壁效应增大, 使Ne粒子主要通过与其他粒子的以及管壁的磁撞而回到基态.C02:参加辅助气体:N2:用大C02分子00.1能级的漱发速率,还能增加0M0能级的驰缘速率.co:增大CO2分子00°1能级的激发速率,还能增加0110能级的驱掾速率,但太高时会使00°1能级消激发.He: 1〕降低工作气体的温度,增加摘出功率.2) He 对激光下能级的地像作用比对激光能级的犯像作用影响大得多,这有利于粒 子数反转,叩有利于提升输出功率3〕缓冲CO2向管壁扩散.减少00.:!态CO?分子与管壁的碰撞消激发作用.Xe :增加放电气件中的电器度,使得电子平均能量流低,从而提升激光器的效率H 2: H 2O:提升器件的输出功率,并且延长器件寿命Ar :降低管内电了•温度,有利于上能级激发,但导热率不如He?激光器件?作业〔3〕1.下列图是输出功率为IkW 的闪光灯泵浦Nd:YAG 激光器中的能信转换环节.请计算该激光 密各个环节的效率〔包括泵浦灯的电光转换效率m,聚光腔的聚光效率中,激活离子的吸 收效率nab 和荧光量子效率n .〕以及总的光电转换效率.柬光,出J kW]3 k W 功率04kW光陵二聚光器光功率—光功率激光介质_激活粒子功率d一灯一电功率 /—一光功率聚光/一工作物质会聚光功率=_非辐射跃迁粒子数工E后发跃迁粒子束2—一辐射总粒子数X—E,总粒子数1〕光电转化效率高,节省能源半导体激光器是直接的电子一光子转换器,因而它的转换效率很高c目前最高光电蛙换效率接近70%;2〕半导体眼光曙所漫罡的波段范围最广一可以通过选用不同的半导体激光器书•源材料或改变多元化合物半导体各组元的组分,而得到范闱很广的激射波长以满足不同的需要;3〕系统稳定性高,寿命长,维护便捷费用低;4〕波长较短,金属材料吸收效率高,加工质量好:5〕模块化设计,可以根据不同应用设计加工系统:6〕具有直接调制的水平;7〕体枳小巧,结构紧凑,质量轻.3.简述激光棒热效应对固体激光器工作特性的影响及其消除或补偿的方法.1.增强冷却降低棒的整体温度:2.光学补偿法:主要用于抵消热致双折射或热透境的影响.以改善光束质量;1〕棒端面修正法;曲率半径为R=2〔n〔rl〕fT,fT为热焦距e只磨一面,那么R=〔rb-l〕h2〕设计相应的谐振腔,以减小热透镜的影响:3〕在谐振腔内加一负透镜,透镜焦明与热焦距相同,由于热焦距为止透镜,那么可抵消其影响:4〕应力双折射的补偿方法是采用石英旋光片让.将两支热轨双折射效应相近的棒串接,中间置入石英旋光片.旋转角为90.,使第一热致双折射产生的径向与切向分量.恰好在第二支棒中互换,相互抵消,使光束的偏振方向保持不变.4. 一个YAG激光器的棒直径为6mm,长度75mmi而泵浦灯的直径为5mm,长度75mm. 请为它设计一个单椭圆的聚光腔.1〕确定灯棒尺寸「八r L£〕=5 +4 ~ 6nun2〕确定D R.D L//D R二心 + 4 〜6mm3〕确定椭圆腔焦点距围2c = &+〞出—4〕确定椭圆腔长轴2a = 3 + 25. + 0配+ 225〕确定椭圆腔短轴力=〔/一..5YAG激光转谐振腔的脱长为160mm,两个球面镜的曲率半径分别为,YAG棒长80m m,折射率L82,位于谐振腔的中央.假设考虑热透镜效应. 转时对应的激光■屈光度的范围.D = - = - P p =-- P p屈光度 / F ".:用传输矩阵去求h =——1找出主面位置2〃2底定各个量:0<@G、vl定出D的范惘?激光器件?作业(4)1.半导体激光器的光束质量较差是什么原因引起的1,由于激光器的工作电流较大,电阻功耗很大•所以在室温卜的功率效率只有百分之几.2.半导体激光器对温度十分敏感,其输出功率随温&会发生很大变化,其主要原由于:(1)激光器的阈值电流M随温度升高而增大(2)量子处率必随温度升高而减小c3.由丁半导体激光器的谐振腔短小.激光方向性较差.特别把在PN结的垂直平而内,发散隹很大,可达200-30.,在PN结的水平面内,发散角约为几度.4.激光丹的伏安籽性与一段二极管相同,也具有单向导电性,凡电阻主要取决于晶体电羽和接触电阻.蛆然阻值不大,但因工作电流大,不能无视它的影响,5.简述半导体激光器系统与普通二能级系统的区别.1).导带和价带内很高的电子和空穴态密度使得半导体能带中可以容纳很商浓度的电子和空穴,从而获得很大的自发辐射和受激辐射几率,并提供较强的光增益作用.2).处于同能带内不同能量状态上的载流了几乎可以随时维持其能带内的局部平衡状态.3).半导体内载流子可以通过自由扩散或漂移运动进行转移.半导体材料为这种特性使得可以通过简单的直接电流注入对半导体激光器进行泵消,产生小平窗战流不,并使材料处于粒子数反转分布状态.4).半导体内原子之间以及注入蝮流了之间的相互作用放宽了电子发生带间辐射跃迁的选择定那么.使得辐射跃迁可以发生在导带内的大母电子和价带内的大量空穴之间.♦为什么双异质结可以降低半导体激光器件的阈值功率密度?1).中间的窄带隙层对载流子形成了很好的限制作用2).窄带隙层一般还具有比拟高的折射率,光波导效应明显4.如何实现半导体激光器的单纵模和单横模振荡单纵模:在直流驱动卜,发射光波长只有符合激光袋船的相位条件的波长存在.这些波长取决于激光器纵向长度L,并称为激光器的纵膜.驱动电流变大,纵模模数变小,谱线宽度变窄. 这种变化是由于谐振腔时光波顼率和方向的选择,使边模消失、主模增益增加而产生的°当驱动电流足够大时,多纵模变为单纵模,这种激光器称为仔态单纵模激光器:单横噢:近场和远场是由谐振睦(有源区)的桢向尺寸,即平行于PN结平面的宽度w和垂直手绢平面的厚度,所决定.并称为激光器的横模.平行于结平面的谐振腔宽发w由宽变窄,场图呈现出由多横填变为单横模:垂直于结平面的谐振腔厚度t很薄,这个方向的场图总是单横隰?激光器件?作业〔5〕1.相对于半导体激光器,光纤激光器有何突出的优点1).〕匕纤激光器具有波导式结构,可以在光纤纤芯中产生较宸的功率密度,使得激光效率大幅度提升.由此构成的激光器具有高转换效率、低阈值、高增益、输出光束质量好和线宽窄等特点;2).光纤激光器基质是SiO?.具有躁好的温度稳定性:而光纤结构具有较高的而积一体积比, 所以其散热效果很好.3).光纤具有极好的柔绕性,激光器可设计得相当小巧灵活、结构紧凑、体积小、性能价珞比的e4).龙纤檄光器与常规光纤具有自然的通的性和兼容性,因此易于进行光纤集成,与通信线路粮令损耗低,使用方便可翕.2.基于光纤Fox-Smith谐振腔的光纤激光器,应如何设计谐振脱参数以便获得单纵模运转2.基于光纤Fox-Smith谐振腔的光纤激光器,应如何设计谐振腔参数以便获得单纵模运转?送挣适当的M 以致于在整个荧光线宽内只有一个织膜在揉荡那么可以实现单纵模运转.3,述大功।双包■光।,光器的结构和为何其内■■光।■■「■।采用।■的几何形状1).高功率光纤激光器的关罐技术:1.用于泵浦的宽而、多模大功率激光二极管;2.磁而为梅花密形的内包层或多孔的双包层光纤;3.单模排传纤芯;锥形捆扎,或树叉形双包层光纤泵涌光导入I I:4.特殊耦合技术;5.光纤光栅谐振腔. 2〕.特点:L转换效率高〔可高达20%〕: 2.寿命长〔平均无故障工作时间在10万小时以上〕:3.可在恶劣的环境下工作〔由于其共振控置于光纤内部,即使在高冲击,高震动,高湿度,白灰尘的条件下皆可正常运转.而环境潟度范国允许在-20 C至+70 C之问〕;4.无论是连续或脉冲的运话方式皆无需庞大的水冷或风冷系统.只需一般的散热体或筒便的风冷即可;5.其外型紧凑体枳小〔光纤激光器模块的体枳大约有一本字典的大小〕;6.方便光纤导出:7易于系统集成:8.没有体积庞大的电源系统:3〕几何形状有要求的原因:常见的集合形状设汁:偏心圆式的内包层,矩形的内包层,花野形的内包层. 光纤内包层横断面的几何形状是很直要的,如果设计成圆形,而纤芯又居其中央,这样大部分的泵浦光就不能横穿过纤芯.设计出丈它光纤内包层横断面的几何形状,以使更多的泵浦光横穿过纤芯.4.简述光纤激光卷采用非线性偏振旋转〔NPR〕锁模的原理.通过光纤里的非线性效应〔SPM、XPM〕对腔内光脉冲迸行周期性调制,使强度大的光屡次振荡时经过偏振相关隔离器〔ISO〕损耗小,从而实现锁模.泉浦光通过偏振相关光纤陇离器的纹侑振光在经过第一个光纤偏振限制器(PC)后变为畸回偏 振光,它是两个相互垂直的、具有不同强度的线偏抿光的合成e精网偏振光经过掺银光纤得到增益放大,由于Kerr 效应,两个相互垂直的偏振分量经过相 同长度光纤的非线性相移不同,椭间偏振光的偏振态发生改变.第二个光纤偏振限制器的作用把调整光咏冲的偏振方向与偏振相关光纤隔离器的偏振 方向一致,从而使得光咏冲的峰值经历最小的损耗而通过,而光脉冲的两宾经历了较大的投 耗而被削掉,导致光脉冲发生窄化.光脉冲在腔内往返屡次后变窄,其作用相当于可饱和吸收 体,最终实现锁模咏冲激光输出. 输出 ISO。
大功率光纤激光器原理
大功率光纤激光器原理今天来聊聊大功率光纤激光器的原理。
其实最开始接触这个的时候,我就觉得它特别神秘,这么大功率的激光到底是怎么产生的呢?就像我们平常看到手电筒,它能发光是因为有电池供电,然后灯泡把电能转化成光能。
那光纤激光器呢,肯定也要有能量来源才行。
先来说说它的基本组成部分吧。
大功率光纤激光器最核心的部件之一是增益介质,在光纤激光器里,这个增益介质就是掺杂了稀土元素的光纤。
打个比方,这就好比是一个装满了“能量小精灵”的魔法管道。
这些稀土元素就像被赋予了特殊能力的小精灵,能够吸收能量并且释放出激光。
那激光是怎么被激发出来的呢?这个时候就需要泵浦源了。
泵浦源就像是一个发动机,它给光纤注入能量。
就像我们给汽车加油,让汽车能跑起来一样,泵浦源给光纤里面的稀土元素提供能量,让它们“兴奋”起来。
当这些稀土元素被激发到高能级后,它们就会向低能级跃迁,同时释放出光子。
这光子可不是普通的光子,它们就像训练有素的士兵,朝着同一个方向行进,就形成了激光束。
说到这里,你可能会问,这么多光子怎么就能有序地形成高能的激光呢?这就涉及到一个很神奇的过程——受激辐射。
简单来说,就像是第一个光子出现之后,它很有感染力,能够刺激周围已经在高能级的粒子,让它们也释放出和自己一模一样的光子,一个变两个,两个变四个,这样就会像滚雪球一样,最后产生越来越多同方向同频率的光子,于是强大的激光束就形成了。
大功率光纤激光器在实际生活中有很多应用呢。
比如说在金属加工领域,就像那些汽车制造厂里,需要切割厚厚的钢板,大功率光纤激光器就像一把超级锋利的光刀,精准快速地完成切割任务。
老实说,我一开始也不太明白光纤里怎么就能够实现这么高功率的激光输出。
我当时就困惑,这个过程中能量的损耗和控制是怎么做到的呢?后来学习了更多知识才知道,在光纤激光器里,还有一些特殊的机制来管理能量。
比如说,通过光纤的特殊设计来限制光子的走向,减少散射等能量损耗。
再延伸思考一下,如果我们能够进一步优化光纤激光器的原理,降低成本,提高效率,那可能在更多的领域都能大放异彩,像航天领域中的一些精密零件加工之类的。
高功率连续光纤激光器RFL-C4000M-HP RFL-C6000M-HP 使用说明书
高功率连续光纤激光器使用说明书适用机型:RFL-C4000M-HP RFL-C6000M-HP RFL-C8000M-HP RFL-C10000M-HP RFL-C12000M-HP目录1安全信息 (3)1.1安全标识 (3)1.2激光安全等级 (4)1.3光学安全 (5)1.4电学安全 (5)1.5其他安全注意事项 (5)2产品说明 (5)2.1产品特性 (5)2.2实际配置清单 (6)2.3开箱及检查 (6)2.4运行环境 (6)2.5注意事项 (7)2.6产品性能 (7)3安装 (8)3.1安装尺寸图 (8)3.2安装注意事项 (11)3.3冷却系统要求 (13)4产品的使用 (16)4.1前面板 (16)4.2后面板 (17)4.3电源连接 (18)4.4控制接口定义 (20)4.4.1SAFETY XP2接口 (21)4.4.2HARDWIRING XP1 (25)4.4.3RS232接口 (27)4.4.4Analog接口XP4 (27)4.4.5网口通信接口ETHERNET XP5 (27)4.5安全互锁介绍 (28)4.6激光器内部电气回路示意图 (28)4.7启动操作顺序 (29)5控制模式选择 (29)5.1ON模式 (31)5.2AD模式使能 (31)5.3出光外控使能 (32)5.4红光控制 (32)5.5编程模式 (32)5.6REM模式 (32)5.6.1AD模式使能 (32)5.6.2出光外控 (33)5.6.3红光控制 (33)5.6.4编程模式 (33)6激光器接线方式和操作步骤 (34)6.1ON模式下的内控 (34)6.2ON模式下的功率通讯设置出光外控模式 (35)6.3ON模式下功率模拟量设置出光外控 (36)6.4ON模式下的编程模式外控出光 (37)6.5REM模式下功率模拟量设置出光外控 (38)6.6REM模式下功率通讯设置出光外控 (39)6.7REM模式下的编程模式 (39)7RS232与INTERNET通讯指令 (40)7.1端口配置 (40)7.2激光器通讯协议(网口&串口) (40)8上位机软件使用说明 (46)8.1上位机软件显示主界面 (47)8.2主状态显示区 (48)8.2.1激光器累计工作时间显示区 (49)8.2.2激光器工作状态显示区 (49)8.2.3激光器控制显示区 (50)8.3激光器模块状态 (52)8.4报警类型显示区 (52)8.5上位机软件工作模式选择 (53)8.6语言选择 (54)8.7授权(限时锁定) (54)8.7.1观察模式下的授权 (54)8.7.2诊断模式下的授权 (55)8.8关于 (56)8.9XP1接口状态指示(诊断模式下) (56)8.10故障记录(诊断模式下) (57)8.11模块参数(诊断模式下) (57)8.12编程设置(波形编辑) (58)8.12.1编辑波形 (59)8.12.2命令解释 (59)9质保及返修、退货流程 (60)9.1一般保修 (60)9.2保修的限定性 (60)9.3技术支持及产品维修 (60)9.4报废要求 (60)1安全信息感谢您选择锐科光纤激光器,本用户手册为您提供了重要的安全、操作、维护及其它方面的信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
★ 首次高功率光纤激光技术领域盛会,国际学术大家和国内技术权威同台 ★ 在国家重大项目的牵引下,全面涵盖国内本领域的研究单位和科技人员,技术前沿、创新性强 ★ 充分体现学术、技术和产业相结合的特色
大会主席: 杜祥琬院士 范滇元院士 周寿桓院士
程序委员会主席: 楼祺洪 (中科院上海光机所) 巩马理 (清华大学) 张小民 (中国工程物理研究院) 陈金宝 (国防科技大学) 王 璞 (北京工业大学)
David G. Lancaster (Senior Research Fellow , Adelaide University, Australia) Talk title: Fibre lasers to bridge the short to mid-infrared spectral region
Associate Professor Lancaster was a Postdoctoral Researcher at Rice University for three years developing compact mid-infrared spectroscopic sensors for trace gas sensing. In 2000, he joined the Australian Defence Science and Technology Organization as a senior research scientist where he worked on mid-infrared lasers and short-infrared fibre lasers for electronic warfare applications. Now he is Senior Research Fellow at Adelaide University to establish and manage a silica fibre fabrication facility, develop short to mid-infrared fibre lasers using silica germanate and ZBLAN glasses, and develop new mid-infrared devices such as planar waveguide lasers. He has published 30 journal papers and over 50 conference publications.
国内特约专家:
1. 楼祺洪(上海光机所)——High power fiber lasers and coherent beam combination 2. 王 璞(北京工业大学)——Ultrafast mode-locked fiber lasers by Graphene and Graphene Oxide 3. 沈永行(浙江大学)——Pulsed Yb doped high power fiber laser and its application in nonlinear conversion 4. 沈德元(复旦大学)——High power Er,Yb-doped superfluorescent fiber source at 1.55μm 5. 闫大鹏(武汉锐科)——4kW continue wavelength fiber laser with all fiber 4×1 signal combiner 6. 冯 衍(上海光机所)——Recent developments in Raman fiber lasers 7. 刘泽金(国防科技大学)——Active coherent beam combining of high power fiber amplifiers 8. 张 凯(中物院十所)——待定 9. 巩马理(清华大学)——大功率光纤激光器与模式控制 10. 胡明列(天津大学)——基于多芯光子晶体光纤的飞秒激光技术 11. 李 伟(兵器装备研究院)——大功率光纤激光器的新进展 12. 陈光辉(电子科技集团 23 所)——高功率掺镱光纤特性探讨 13. 周 军(上海光机所)——高功率光纤激光被动相干合成技术研究进展 14. 张云军(哈尔滨工业大学)——掺铥光纤激光器及双包层光纤光栅技术 15. 林宏奂(中物院激光聚变研究中心)——数十 mJ 级高功率光纤激光系统研究 16. 叶 银(北京凯普林光电科技有限公司)——高亮度光纤耦合半导体激光器
Dr. Sun was awarded a post-doctoral fellowship in the Institute of Photonic Sciences (ICFO), Spain. He is currently a research associate in the Department of Engineering, Cambridge University. His current research interests encompass nano-photonics, ultrafast photonics and nonlinear optics. In particular, he focuses on applications of various nanomaterials (e.g. graphene, nanotubes and nanowires) for photonics and optoelectronics. He has contributed over 120 refereed papers and conference proceedings/presentations, 2 book chapters and 7 patents and patent applications.
Zhipei SUN (Engineering Department, University of Cambridge, UK) Talk title: Towards ultrafast, high-power, broad-band lasers enabled by nanotubes and grapheme
and ultrashort pulse lasers, and new fiber laser applications such as high-intensity laser plasma produced EUV and X-ray generation. He is also a co-founder of Arbor Photonics, Inc.
Almantas Galvanauskas (Electrical Engineering and Computer Science Department, University of Michigan, USA) Talk title: Large core single-mode CCC fibers for monolithic integration of high power fiber lasers
Lin Li (Deputy head of School of Technology, University of Manchester; Director of Laser Processing Research Centre, UK) Talk title: New process capability demonstrated by fibre laser processing
Professor Galvanauskas has been working in the field of fiber lasers for twenty years, and has more than 200 publications, including 30 patents and patent applications. He had pioneered ultrashort-pulse fiber CPA and his work had resulted in demonstrating several record-breaking achievements in performance of fiber lasers. Prior to joining University of Michigan he spent eight years in industrial R&D. His current work spans areas from novel fiber designs to advanced fiber laser systems, including beam combining of pulsed
Professor Li set up the first high power laser processing research laboratory and research group at UMIST in 1994. He set up a multiple disciplinary Laser Processing Research Centre (LPRC) in 2000. He is the author and co-author of over 450 publications in peer reviewed journals and proceedings of international conferences in laser processing science and technology and advanced manufacturing. He is the inventor/co-inventor of 45 patents relating to laser processing technology. He was elected as Fellow of Institute of Engineering and Technology (IET), Laser Institute of America (LIA), International Academy of Production Engineering (CIRP) and International Association of Nanomanufacturing.