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1 光纤激光器
输出波长范围宽
在光纤材料中掺杂铒，铥，镨，镱 等不同的稀土元素即使得光纤激光 器有多种不同的输出波长。
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1 光纤激光器
具有大的表面积/体积比，只需简单的风冷 体积小，重量轻、效率高
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1 光纤激光器
可靠性高，无需维护
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1 光纤激光器 ♞ 光纤激光器的基本结构
激活离子密度大，增益系数高
能够产生超短脉冲激光 材料丰富、价格低廉
光束发散角小
谱线带宽窄
某两种染料混合可以输出新的波长
染料溶液的搬运和存贮 都比较困难
大多数有机染料是易燃、易爆、 有毒或致癌
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2 其他激光器
液体染料料激光器的分类： 连续，脉冲 液体染料激光器的应用：
医学领域：在皮肤和血管科方面具有潜在的应用 激光探测领域：波长的可调谐性，增加探测的能力。
目前, 高功率光纤激光器的谐振腔主要有三种： 1、采用双色镜构成谐振腔。 这种方法给泵浦 光的耦合以及光纤激光器的封装都带来很大困 难，不利于光纤激光器的实用化和商品化。 2、在光纤端面直接镀膜。这种方式简化了结构。 3、采用光纤光栅做谐振腔。这样不仅使光纤激 光器的结构简单、紧凑, 有利于实用化。
工业用激光器
华中科技大学·激光技术系
2020年7月
主要内容
光纤激光器 其他激光器
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1 光纤激光器
光纤激光器是一种新型的激光光源，在同样的输出光功率下， 光纤激光器 在光束质量、可靠性和体积大小等方面都具有极大优势。目前， 高功率光 纤激光器的研制开发和实用化技术已成为激光技术领域的一个热点。
耦合的方式可以分为端面耦合和侧面耦合。
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
端面耦合
光学谐振腔技术
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
侧面耦合
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
侧面耦合是通过特殊的技术和工艺，将泵浦光从 双包层光纤的侧面耦合到光纤的内包层。采用这 种方式可以在一根双包层光纤的多个位置上进行 并行的耦合。
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
为了能够得到更高的转换效率，应当使在内包层传输的泵浦光尽 可能多次经过掺杂的纤芯而被充分地吸收。
泵浦光的吸收效率与内包层的几何形状以及纤芯在包层中的位置 有关。典型的内包层结构有方形、矩形、圆形、D形、梅花形和偏心 结构等。
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光纤激光器是在光纤放大器的基础上发展起来的。在掺杂稀土元素 的光纤放大器的基础上，加上一个恰当的反馈机制便形成了光纤激光器。 在光纤激光器中非常细的掺杂稀土元素的光纤纤芯就充当了光纤激光器 的增益介质，由于外加泵浦光的作用,在光纤内便很容易形成高功率密度， 从而引起激光工作物质的粒子数反转，从纤芯输出激光。
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THANKS FOR YOUR ATTENTION
武汉·中国光谷激光行业协会
Wuhan Laser Association of Optics Valley of China
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2 其他激光器
准分子激光器的谐振腔
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2 其他激光器
准分子激光器的应用领域
微电子行业 光化学、同位素分离等
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生物医学
2 其他激光器
液体激光器
染料激光器是以某种有机染料溶解于一定溶剂(甲醇、乙醇、水等)中作 为激活介质的激光器。
优点
染料激光器
缺点
波长在很宽的光谱范围内可调
1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
高功率光纤激光器的另一项关键技术就是将泵浦源输出的光 功率有效地耦合到增益光纤中去。要获得几百瓦甚至几千瓦的光 纤激光, 就需要更高输出功率的泵浦源(一般为半导体激光器列 阵) , 将半导体激光器列阵输出的几百瓦的激光耦合进入一根双包 层增益光纤是一件很困难的事情。因此, 寻找泵浦光进入增益光 纤的耦合新技术是一项重要工作。
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1 光纤激光器
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
制备合适的光学谐振腔是高功率光纤激光器实 用化的又一项关键技术。
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
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1 光纤激光器
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
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2 其他激光器
♛ 准分子激光器
是获得高能脉冲紫外激光的重要光源！
“准分子”是指在激发态能够暂时结合成不稳定的分子，而在基 态又迅速分解成原子的缔合物！
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1 光纤激光器
IPG光纤激光器的结构
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1 光纤激光器
IPG光纤激光器的光束质量
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1 光纤激光器
♞ 高功率光纤激光器的关键技术
包层泵浦技术
光纤耦合技术
光学谐振腔技术
包层泵浦的技术基础是掺稀土元素的双包层光纤。此光 纤中较细纤芯由稀土元素掺杂，为了能够得到更高的转 换效率，应当使在内包层传输的泵浦光尽可能多次经过 掺杂的纤芯而被充分地吸收。 泵浦光的吸收效率与内包层的几何形状以及纤芯在包层 中的位置有关。典型的内包层结构有方形、矩形、圆形、 D形、梅花形和偏心结构等 。
♞ 光纤激光器的优点
输出光束质量极佳 输出波长范围宽 系统具有一定柔性 具有大的表面积/体积比， 只需简单的风冷 体积小，重量轻、效率高 可靠性高，无需维护
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1 光纤激光器
输出光束质量极佳
由于光纤本身为波导介质，在光纤制造时使其为单模，就可以 很好地保证输出激光的光束质量
极佳的光束质量使得光纤激光器在打标、材料加工、打孔、切 割、医学等应用中有很好的前景