全光纖激光器需要使用雙包層有源光纖、雙包層光敏光纖、能量傳輸光纖等多種特種光纖,隨著輸出功率的不斷提高,對(duì)特種光纖的技術(shù)要求也越來越高,因此,特種光纖的發(fā)展將在光纖激光器的發(fā)展中扮演重要的角色。以光子晶體光纖為代表的新一代特種光纖會(huì)在光纖激光器的發(fā)展中逐步得到應(yīng)用。
特種光纖的發(fā)展,將使有源光纖的增益更高、承受的功率密度更大、對(duì)泵浦光的吸收更有效;將使光柵的制作更容易、光柵的穩(wěn)定性更好、使光柵在 光纖激光切割機(jī)中的用途更廣泛;將使能量傳輸光纖能夠傳輸更高的功率,能夠?qū)⒏吖β始す鈧魉透h(yuǎn)的距離,能夠傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍不斷拓展;將使泵浦耦合更加容易實(shí)現(xiàn),能承受的泵浦功率更高,損耗更小。
全光纖激光器的包層泵浦耦合技術(shù)對(duì)決定光纖激光器性能和水平具有不可估量的作用。用于大功率全光纖激光器的光纖泵浦耦合器件和光纖功率合成器件,均在很高的功率條件下使用,其耦合必須很高,損耗必須很小,承受的功率必須很大,并且,輸入光的路數(shù)還需要盡可能的多。
在如此眾多的極限條件要求下,制作優(yōu)質(zhì)的泵浦耦合器件和功率合成器件具有很高的難度,不過,實(shí)現(xiàn)的方式也多種多樣,這是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的技術(shù)。從大功率光纖激光器的發(fā)展趨勢(shì)來看,還要求泵浦耦合器件在將泵浦光耦合到內(nèi)包層的同時(shí),盡量不影響和損害雙包層光纖的纖芯,因此只有這樣才能在不影響信號(hào)激光的產(chǎn)生和傳輸?shù)那闆r下實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)泵浦,實(shí)現(xiàn)超大功率的輸出。發(fā)展對(duì)纖芯影響最小的泵浦耦合技術(shù)室泵浦耦合器件的發(fā)展方向。對(duì)于光線功率合成器件,所追求的目標(biāo)就是不斷提高合成的光功率。
全光纖激光器的整機(jī)設(shè)計(jì)和制作所設(shè)計(jì)的知識(shí)、內(nèi)容、技術(shù)、工藝、經(jīng)驗(yàn)較多,是全光纖激光器設(shè)計(jì)和制作最核心、最關(guān)鍵的技術(shù),尤其在新型大功率全光纖激光器的發(fā)展歷史還相當(dāng)短暫的今天,還有大量開創(chuàng)性的工作需要進(jìn)行。進(jìn)行全光纖激光器的整機(jī)設(shè)計(jì)和制作,不但需要面向應(yīng)用進(jìn)行合理設(shè)計(jì),而且肩負(fù)著整機(jī)結(jié)構(gòu)和方案的改進(jìn)創(chuàng)新重任。目前在世界范圍內(nèi),進(jìn)行光纖激光切割機(jī)設(shè)計(jì)和制作的廠家均在創(chuàng)新上有大量的投入。
5、半導(dǎo)體泵浦激光器技術(shù)