光纤激光器的研究现状与发展趋势

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1、分数：评卷人：研究生（）课程论文（报告）题目：光纤激光器的研究现状与发展号名业教师院（系、所）黄洋M201772795国光硕1702班光纤激光器的研究现状与发展光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为増益介质的激光器，是在光纤放大器的基础上加上各种形式的谐振腔组成，比如F-P标准具腔、FBG对谐振腔等。近几年，随着光纤制备技术的发展，光纤激光器输出波长实现了超宽波长覆盖⑴。光纤激光器因其具有优界的光束质量、非常高的功率和功率密度、易于冷却、高的稳定性和可靠性等多方面的优点引起了研究人员和应用者日益浓厚的兴趣。回顾光纤激光器的发展历史，

2、早在1961年，美国光学公司的E.Snitzer等就在光纤激光器领域进行了开创性的工作，但由于相关条件的限制，其实验进展相对缓慢。而80年代英国南安普顿大学的S.B.Poole等用MCVD法制成了低损耗的掺餌光纤，从而为光纤激光器带来了新的前景。进入21世纪后，高功率双包层光纤激光器的发展突飞猛进，最高输岀功率记录在短时间内接连被打破，目前单纤输出功率已达到10KW以上。其中又以德国TPG公司为领头羊，该公司凭借在2000年获得的1亿美元的风险投资异军突起，先后在业内展示了其在各式光纤激光器和放大器上的优异产品：S、C、L波段的各种

3、光纤放大器、高功率的EDFA、拉曼光纤放大器(RFA)和双波长拉曼光纤激光器等等。它也推出了一系列的掺杂其他稀土元素的光纤激光器和放大器。目前IPG公司光纤激光器产品的多模输出功率已经达到数万瓦；超快脉冲激光的峰值功率已经接近1GW。英国的SPT、德国的IPHT也有极高的研发和制造水平，它们现在也先后加入到新产品的市场竞争中来。总之，现在己经有多台千瓦级光纤激光器在美国、欧洲、亚洲投入到工业加工或科学研究中。光纤激光器有着众多的应用。例如，保偏光纤激光器是光纤陀螺的重要构成部分，广泛应用于国防军事科技上叫通过腔内色散补偿的方法实现的

4、被动锁模掺钩光纤激光器，输出飞秒保偏脉冲，作为种子光源，作用于光电探测器上。美军也是充分评估了光纤激光器的优势，采纳高功率光纤激光器作为激光武器选项之一，成为其各类激光武器的主战光源。并且美军也表现出了未*在光纤激光器方面加大投入的浓厚兴趣⑶。另外,光子晶体光纤(PhotonicCrystalFiber,PCF)自提出以来,就广受关注。由于PCF具有传统光纤没有的独特性能：无截止单模传输、色散可调、高黄洋M201772795国光硕1702班双折射及非线性等，成为了众多科研工作者的研究热点。近年来，深圳大学在此方面所做的研究工作较多，

5、国内其他高校，例如天津大学、安徽大学等也进行了很多相关的研究⑷。类似于块状介质固体激光器，光纤激光器的研究正朝超快、单频、超高平均(峰值)功率、超连续等极限方向发展，另外述需要扩展新的激光波段，拓宽激光器的可调谐范围，而光纤激光器系统则还需要继续小型化、智能化。冃前尤以高功率双包层光纤激此器的研究为焦点。从高功率连续光纤激光向高平均功率、高峰值功率的脉冲光纤激光器发展是光纤激光器时下主要的研究方向。在许多应用中，由于连续工作的光纤激光能提供的靶面功率密度较低而不能满足要求，脉冲工作的光纤激光则能提供更高的功率密度，从而能满足需求。双

6、包层光纤激光器实现脉冲激光输出，大体上有三种方式：①调Q光纤激光器，一般是通过在腔内放置声光调Q元件或熔结一段常规光纤，利用普通光纤屮的受激布里渊散射(SBS)来实现脉冲激光输出；②锁模光纤激光器，利用光纤中非线性偏振旋转采用环形腔结构实现脉冲锁模的光纤激光输出。2012年A.Chamorovskiy等人就是利用这种方法得到了中心波长为1160nm的半导体碟片激光器抽运的被动锁模飞秒光纤激光器。在波长2085nm处产生了890fs,功率46卅的脉冲输岀，该波长是目前飞秒光纤激光器最长的输出波长⑸；③采用基于种子激光振荡放大(MOPA

7、)的脉冲光纤激光器。在此方式中，将高光束质量、小功率的激光器作为种子光源，双包层光纤作为放大器，容易获得高平均功率、高脉冲能量的脉冲激光输出，是目前的研究热点。光纤激光器的研究随着光通信网络及相关领域技术的飞速发展，可以预见将继续不断向广度和深度方面推进。光纤激光器必将在未來的光通信、军事、工业加工、医疗、光信息处理、激光印刷等领域中发挥更为重要的作用。【参考文献】1・史伟，高端光纤激光器的研究现状，第10届全国光电技术学术交流会，2012年6月2•陈炯等，基于腔内色散补偿的保偏飞秒光纤激光器[J],光学与光电技术，第四期、第十五卷

8、，2017年8月3•陈军燕等，美军武器级光纤激光器研究进展[J],飞航导弹，2016年第1期4•高静，多芯光子晶体光纤在国内高校的研究现状[J],光通信技术，2015年第5期5•石永山，国外光纤激光器研究进展[J],光电技术应用，第6