光纤激光器的应用及发展

光纤激光器的应用及发展
1 引言
光纤激光器是近些年来激光领域备受关注的热点。

与传统的固体、气体激光器相比，光纤激光器具有许多独特的优越性，例如光束质量好，体积小重量轻，免维护等等。

因此，它在许多领域取代了传统的固体激光器。

2光纤激光器的类型
按照光纤材料的种类，光纤激光器可分成一下几种类型：
一：晶体光纤激光器工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和
nd3+：YAG单晶光纤激光器等；
二：非线性光学型光纤激光器主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器；
三：稀土类掺杂光纤激光器光纤的基质材料是玻璃，向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，而制成光纤激光器；
四：塑料光纤激光器向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。

3光纤激光器的应用
光纤激光器十分适合在连续波或准连续波运转下放大到更高功率，来满足微电子方面的应用需求。

在这些应用中，光束质量、精度以及稳定性至关重要。

在许多应用中，控制、改变激光加工能量和功率输入，对加工过程起着决定性作用。

在标刻方面的应用：脉冲光纤激光器以其优良的光束质量，可靠性，最长的免维护时间，最高的整体电光转换效率，脉冲重复频率，最小的体积，无须水冷的最简单、最灵活的使用方式，最低的运行费用使其成为在高速、高精度激光标刻方面的唯一选择。

在材料处理的应用：光纤激光器的材料处理是基于材料吸收激光能量的部位被加热的热处理过程。

1um左右波长的激光光能很容易被金属、塑料及陶瓷材料吸收。

在工业钻孔中的应用：激光器通过脉冲波形控制实现了很大的灵活性，能在钻孔应用中大显身手。

更大的振幅意味着更大的峰值功率。

波形WFO提供的更高的峰值功率和脉冲能量，能产生更大直径的孔。

改变频率，峰值功率和脉冲能量随之改变,孔径也随之变化。

因此微米级的不同孔径，能通过激光器的频率和脉冲特征加以改变。

在岩石及泥土材料处理中的应用：光纤激光在施工现场的应用方面明显优于任何其它种类的激光，包括在开矿、隧道开凿、切割和岩石及混凝土钻孔等方面。

光纤激光能够通过很长的光纤将足够的能量传输到远程的目标。

光纤激光超高的电光转换效率（30%），良好的光束质量，车载机动性及设备的稳定性和免维护性等特点使得它在此类应用领域里成为最佳的选择。

在材料弯曲的应用：光纤激光成型或折曲是一种用于改变金属板或硬陶瓷曲率的技术。

集中加热和快速自冷切导致在激光加热区域的可塑性变形，永久性改变目标工件的曲率。

研究发现用激光处理的微弯曲远比其他方式具有更高的精密度，同时，这在微电子制造是一个很理想的方法。

4光纤激光器的发展趋势
第一：光纤激光器本身性能的提高：如何提高输出功率和转换效率，优化光束质量，缩短增益光纤长度，提高系统稳定性并使其更加小巧紧凑是未来光纤激光器领域研究的重点。

第二：新型光纤激光器的研制：在时域方面，具有更小占空比的超短脉冲锁模光纤激光器一直是激光领域研究的热点，高功率飞秒量级脉冲光纤激光器一直是人们长期追求的目标。

在频域方面，宽带输出并可调谐的光纤激光器将成为研究热点。

光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有其他激光器无可比拟的技术优越性。

不过，我们认为，在短期内，光纤激光器将主要聚焦在高端用途上随光纤激光器的普及，成本的降低以及产能的提高，最终将可能会替代掉全球大部分高功率 CO2激光器和绝大部分YAG激光器。