光纤激光器的发展衍变过程

1、单根光纤输出功率从百瓦级向千瓦级发展

自1988年Snitzer等人提出双包层光纤之后，基于这种包层泵浦技术的光纤激光器和放大器获得了快速发展。特别是近年来，随着高功率半导体激光器泵浦技术和双包层光纤制作工艺的发展，光纤激光器的输出功率 已经从最初的几百毫瓦上升到了数千瓦水平。1999年V. Dominic等用四 个45W的半导体激光器从两端泵浦，获得了 110 W的单模连续激光输出。

在他们的实验中，采用是矩形内包层的掺Yb光纤，将50 m的光纤盘绕成环状，用一小风扇风冷。实验中没有观测到非线性效应和来自光纤本身的热效应，并预计通过增加泵浦功率，激光输出还会进一步提高.这一结果在当时 引起人们的极大关注。目前百瓦级单模输出的光纤激光器已经商品化（IPG 公司），在百瓦光纤激光器的基础上，将多个光纤激光器的输出分别通过单模 光纤传送一段距离，然后在多芯光纤光束耦合器中合成，就可实现更高功率 的激光输出。采用这种组束方法，已经可以实现数千瓦的激光功率输出。

2、从连续光纤激光向高功率脉冲光纤激光发展

对于连续工作的光纤激光器，光纤本身就是工作物质，一般采川结构简单的F-P腔结构，这样无需在腔内放置其他光学原件就可以获得高功率的激光输出。但如果从应用目标出发时，连续工作的光纤激光能提供的靶面功率密度较低，脉冲工作的光纤激光或许更为有用。

3、从常规的光纤激光组束技术向相干组束技术发展

由于非线性效应和热效应等的限制，单根光纤激器的输出功率毕竟有限.将多个高功率光纤激光器的输出进行组合并束，则可以获得更高功率的激光输出。从组合并束的原观上来看，组束可分为常规组束和相干组束两种。光纤激光的常规组束就是将各个光纤激光的输出通过光学元件组合为一朿，由于各个光纤激光之间没有相位上的关系，是非相干的，这种组束技术可以使总的激光功率提高，但光束质量相对于单根光纤激光来说，组束技术可以使总的激光功率提高。

但光束质量相对于单根光纤激光来说却差很多。通过将多台百瓦级的光纤激光组合，已经得到2 kw，4 kw， 6 kw以至10 kw的光纤激光器.早期的工作表明对于1kw的光纤激光器，光束质量因子M2<7~10，近年来，采用模式控制技术，几个光纤激光组合后的光束 质量已经得到明显的提升。

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