光纤激光

摘要： 论述了一种三维五轴数控光纤激光切割机,该设备配置有激光头旋转装置,可以对三维金属板进行高速切割加工,制成任何所需轮廓的产品,具有双工位切换加工功能,是三维复杂结构钣金件柔性加工设备。

摘要： 对基于太阳光泵浦激光技术的空间光通信研究进行了综述。介绍了太阳光泵浦激光技术在空间光通信领域的研究进展,总结了不同类型太阳光泵浦激光技术在系统设计中存在的优缺点。对于太阳光泵浦激光技术,较高能量转换效率潜力是其空间应用的重要优势,详述了太阳光泵浦激光技术中主要的能量转换环节及其影响因素等问题。为提高空间“太阳光-激光”转换效率,提出了一种太阳光泵浦光纤激光技术的设计方法,论述了其研究进展、应用前景及目前存在的问题。最后,结合该设计方法的仿真结果及效能预期提出未来重点研究的几个方向,如高效率太阳光会聚至光纤、多稀土离子掺杂增益光纤等。

摘要： 当前光纤激光功率提升受限于模式不稳定效应及非线性效应,为了克服上述功率提升限制因素,自主设计并研制了大模场部分掺杂光纤。最终,采用自研部分掺杂光纤及后向级联泵浦方案,成功实现了10.1 kW的光纤激光输出,对应的光束质量因子(M2)为2.16。

摘要： 报道了一台线偏振单频脉冲光纤激光器.采用全保偏环形腔结构搭建全光纤振荡器,在腔内熔接一段未抽运的保偏掺镱光纤作为饱和吸收体,产生超窄带的动态光栅进行滤波选模,实现了激光器的单频输出.利用976 nm半导体激光器作为抽运源,产生脉冲加连续的混合抽运激光,实现了重频10—90 kHz、脉宽1—8μs的长脉冲输出.实验研究了抽运功率和重复频率等参数对输出激光的时域、频域和功率特性的影响.实验发现输出激光的频域特性在一定功率范围内存在光学双稳态现象,分析了激光功率特性对动态光栅选模机制的影响.通过参数优化,最终实现了中心波长1064 nm、线宽约23.5 MHz、重频10—90 kHz、脉宽4—8μs、偏振消光比约29 dB的单频脉冲激光输出.

摘要： 为提高效率、降低劳动强度,采用激光抛光技术进行表面抛光。使用激光辐射熔化材料层,通过材料自身的表面张力将熔化的材料均匀地分布在表面上。以9CrWMn模具钢为研究对象,使用波长为1 080 nm的光纤激光,以激光功率、扫描速度、离焦量作为影响抛光效果的变量,设计一组正交试验,对工件进行激光单道抛光试验,并分析试验后工件表面单道抛光痕迹。结果表明:在负离焦量的情况下,提高抛光速度、适当降低功率可提高抛光后的表面平整程度。

摘要： 针对激光在大气中传输时受到大气吸收、大气散射、衍射和大气湍流等因素引起的光束质量下降等问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,给出了不同截断情况的Gauss光束经过大气传输后远场光斑63.2%环围能量半径的计算公式。计算了不同传输距离和不同高度情况下,目标处直径为5 cm圆域内的平均功率密度,并根据上述结果分析了不同截断情况下的最大毁伤距离。结果表明:平均功率密度随传输距离的增加呈指数衰减;由于湍流影响,发射仰角越大,最大毁伤距离越远;发射口径不变时,最大毁伤距离随发射光束束腰的大小而变化,束腰半径在0.5倍发射口径附近,毁伤范围最大;毁伤阈值为2 W·cm^(-2)时,最大毁伤高度约为最大毁伤水平距离的2倍。

摘要： 飞秒光纤激光器具有平均功率高、散热性能佳、光束质量好和空间体积小等优势,在基础研究、工业加工、生物医疗等方面得到越来越广泛的应用.相干合成技术能够有效克服光纤中有害的非线性效应和热效应的影响,进一步提高飞秒光纤激光器输出的脉冲能量和平均功率.本文介绍高功率飞秒光纤激光器相干合成的基本技术路线,重点阐述相干合成技术中关于填充孔径相干合成与平铺孔径相干合成的最新研究进展,并详细介绍相干合成技术中不同类型主动相位锁定技术的基本原理.相信在不远的将来,飞秒光纤激光相干合成系统的单脉冲能量和平均功率将不断攀升,从而开创许多崭新的研究领域.

摘要： 为实现高功率光纤包层光剥离器被动冷却,需要同时对光纤和封装壳体进行有效热管理.采用一种基于铁氟龙毛细管分段化学腐蚀光纤的制备技术,使用紫铜作为壳体材料,并通过有限元分析算法对壳体温度场进行仿真计算,对壳体各个结构参量进行优化分析,设计了满足500 W散热能力的包层光剥离器,并开展了实验验证.研究结果表明,采用铁氟龙管分段腐蚀法,包层光剥离比达到23.7 dB,光纤裸纤上的功率温升速率仅0.007°C/W.采用优化设计的壳体,在540 W功率注入下,包层光剥离器使用水冷冷板冷却可以连续出光,壳体最高温度58.7°C,使用相变冷板冷却可以单次安全出光50 s,壳体最高温度80°C.此研究结果可以为高功率光纤激光设计与研发提供重要参考.

摘要： 在光纤通信、光纤激光器和光纤传感等领域的实际应用中,需要重点关注光纤中的模式问题.模分复用是提高光通信信息容量的有效方法,模间干涉是大多数光纤传感的基本方法,高功率光纤激光的光束质量控制的关键技术之一就是模式控制,因此,对光纤模式理论、模式产生及转换、模式表征技术开展研究具有重要的研究意义和实际应用价值.论文讨论了光纤的模式及光束质量,分析了多种模式发生及转换的方法,将模式表征方法归结为非相干、相干和低相干测量法.光纤模式表征是目前的研究热点,在多种表征方法中,空间和频谱成像法(S2)和双重傅里叶变换法(F2)具有显著的优越性,可不需要提前知道光纤的几何参数,就可获得模场分布、模式功率占比、群时延等特性.研究表明F2法更适合于表征高功率光纤激光的模场特性.

摘要： 研究性学习可以加深对专业知识中基本概念和原理的理解和掌握,培养学生综合应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力.以"激光原理"中光纤激光器为主题的实验研究性学习专题设计为例,通过对专题的研究性学习,学生能深刻理解激光器的基本组成、激光产生和形成的基本原理、光和物质相互作用的基本物理过程中自发辐射和受激辐射的本质区别和关系.此研究性学习方法很容易推广到其他专题,对光电信息专业课中开展研究性学习具有指导价值.

摘要： 通过对一种新型轧辊毛化技术——光纤激光无序毛化在攀钢冷轧厂几个主要机组上进行毛化和轧制试验,并对所得到的数据进行分析,探索出了适合于现场运用的毛化工艺参数,毛化成本降低50％以上.

摘要： 光纤激光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和广阔的应用发展空间，将可能会逐步取代全球大部分高功率CO2激光器和绝大部分YAG激光器。本文论述了第五代全新的光纤激光机器人毛化系统的集成开发。系统以光纤激光器为载体，协同机器人及其它设备来完成轧辊毛化作业。光纤激光毛化机器人系统与传统的CO2激光毛化设备相比取得了多项重大突破，如系统采用普通机床代替昂贵的磨床实现毛化功能，是一项开创性的工作，意味着节约大量的设备投资费用，并大幅度提高生产效率;系统对轧辊旋转时的轴向跳动容忍度大，毛化速度可以大幅度的提高;光纤激光毛化技术可实现毛化点形貌的任意设计以及毛化点的有序、无序排列;毛化成本大幅度降低，没有三废，是一种绿色制造技术。

摘要： 利用光纤激光柔性工作站对轧辊表面进行毛化，研究了激光射出头姿态、侧吹角对毛化点形貌、毛化后轧辊表面粗糙度的影响，分析了其影响规律，总结出了最佳毛化工艺。结果表明，12点位置和3点位置在特定侧吹角度时，毛化点分布相对独立，凸台金属分布集中，无点与点搭接现象，毛化点形貌满足要求。12点位置和9点位置各侧吹角度下的毛化表面粗糙度均满足要求。综合对毛花点形貌及毛化后轧辊表面粗糙度要求，12点位置的毛化效果优于3点位置。研究结果已应用于实际生产。

摘要： 以8mm铸造铝合金ZL114 为研究对象,研究了光纤激光-惰性气体熔化极电弧(MIG)复合焊接中厚板铝合金的工艺特性。结果表明,在未开坡口的情况下,光纤激光-MIG复合焊接技术可以1m/min的焊接速度一次焊透8mm铸造铝合金ZL114,并且焊缝拉伸强度高于母材,断裂方式为脆性断裂。焊接方向,离焦量和焊接速度对焊接熔深的影响方式各不相同;焊接方向不同时,小孔处于液态金属部分的深度不同而影响激光吸收效率,电弧压缩倾向不同影响复合焊接功率密度而影响复合焊接熔深。由于熔池表面下凹,改变了激光焦点相对熔池表面的离焦量,影响了激光束在熔池表面的功率密度而影响焊接熔深。当复合焊接速度超过上临界速度时会引起小孔不稳定而影响焊缝熔深。推荐使用(MIG+Laser)的焊接方向,推荐使用负的离焦量,复合焊接时,激光功率为4kW 时的上临界速度为1m min-1。

摘要： 介绍了1.3μm/1.5μm 光纤激光功率溯源至低温辐射计的测量方法，与传统溯源至绝对辐射计的方法相比较，最终利用低温辐射计法通过633nm波长稳定光源标定陷阱式探测器，然后用陷阱式探测器将量值传递到陷阱式量传探测器，最后通过1310nm/1550nm通信用光功率稳定光源通过热释电光功率计标定InGaAs光电探测器并用于测量光纤功率。实验结果表明，溯源至低温辐射计的光纤功率测量方法在1310nm及1550nm波长点处对一标准光功率计修正系数测量的相对标准差分别为0.0011及0.0007，其测量不确定度可优于1.6％（k＝2），在保证量值一致性的同时有效降低了测量不确定度，提高量值传递精度。

摘要： 为了研究光纤激光在选区激光熔化直接成型316L不锈钢精密零件中的应用,采用扩束镜及f-θ透镜,将光纤激光在成型系统工作面上聚集成30μm～50μm左右的细微聚焦光束；通过分析离焦量、扫描速度、激光功率、扫描路径对比成型实验,获得了激光光斑直径、扫描速度、激光功率等工艺参量及扫描路径对成型精度的影响关系.结果表明,通过优化工艺参量及扫描路径,可成功成型壁厚达0.1mm的316L不锈钢精密零件。

摘要： 阵列式(推帚式)三维成像是极具潜力的下一代激光三维成像技术.本文设计了一套适合阵列式激光三维成像的离轴三反光纤发射系统.由光纤的数值孔径和发射口径确定了光束的缩束比,利用微透镜阵列对光纤激光的发散角进行了约束.由光纤阵列的长度确定了光学系统的发射总视场.离轴三反光学系统设计将光纤阵列置于离轴三反光学系统焦面位置,反向追迹光线,通过对离轴镜的间隔、离轴角和非球面型等参数的优化对系统进行设计.本设计实例实现了单束光纤激光以微弧度量级的较小发散角出射在目标面上,形成圆对称性良好的足印光斑.对设计结果的光线追迹表明,微透镜阵列使光纤激光的发散角得到了较好的控制.

摘要： 光纤激光加工装置(51)具备光纤激光振荡器(1)以及激光加工机(10)，其中，该光纤激光加工装置(51)具备：具有通过气体分离膜模块(23a、23b)使从外部供给的清洗用压缩空气成为低露点干燥空气的低露点化部(23)的空气清洗单元(20)；输出激光的多个光纤激光模块(2)；使分别从多个光纤激光模块(2)输送的激光合束并输送至外部的合束器(3)；以及将低露点干燥空气分别分配供给至多个光纤激光模块(2)的分配器(5)，该激光加工机(10)通过由合束器(3)输送的激光对工件(W)实施激光加工。

摘要： 本发明提供一种可实现高输出功率的光纤激光器，并且在作为光源的同时兼作作为传导激光的传输路径的新型光纤激光器用光纤。光纤激光器用光纤(1)具备中空纤芯区域(11)、具有在光纤长度方向上延伸且包围上述中空纤芯区域(11)的多个空孔(12)的内侧包层区域(15)以及包围该内侧包层区域(15)的外侧包层区域(14)，上述内侧包层区域(15)的填充部(13)由部分地或整个范围内地添加稀土类元素的石英材料构成，上述外侧包层区域(14)的折射率低于上述内侧包层区域(15)的填充部(13)的折射率。

摘要： 光纤激光加工装置(51)具备光纤激光振荡器(1)以及激光加工机(10)，其中，该光纤激光加工装置(51)具备：具有通过气体分离膜模块(23a、23b)使从外部供给的清洗用压缩空气成为低露点干燥空气的低露点化部(23)的空气清洗单元(20)；输出激光的多个光纤激光模块(2)；使分别从多个光纤激光模块(2)输送的激光合束并输送至外部的合束器(3)；以及将低露点干燥空气分别分配供给至多个光纤激光模块(2)的分配器(5)，该激光加工机(10)通过由合束器(3)输送的激光对工件(W)实施激光加工。

摘要： 本发明提供一种可实现高输出功率的光纤激光器，并且在作为光源的同时兼作作为传导激光的传输路径的新型光纤激光器用光纤。光纤激光器用光纤(1)具备中空纤芯区域(11)、具有在光纤长度方向上延伸且包围上述中空纤芯区域(11)的多个空孔(12)的内侧包层区域(15)以及包围该内侧包层区域(15)的外侧包层区域(14)，上述内侧包层区域(15)的填充部(13)由部分地或整个范围内地添加稀土类元素的石英材料构成，上述外侧包层区域(14)的折射率低于上述内侧包层区域(15)的填充部(13)的折射率。

摘要： 本发明公开了一种将铒激光转换为铥激光的全光纤化激光波长转换器及铥脉冲光纤激光器，所述波长转换器包括磷掺杂的单模石英光纤和与其连接的铥掺杂的单模石英光纤，在激光脉冲形状基本不变的情况下，将铒激光转换为铥激光。所述铥脉冲光纤激光器通过制作超短脉冲簇铒激光，再使超短脉冲簇铒激光通过全光纤化的非线性脉冲激光波长转换器，获得足够功率的超短脉冲簇铥激光种子，并直接用于后级的铥激光功率放大。放大器能将铥激光输出平均功率直接提升至能够切割生物组织的功率水平。本发明提供的铥脉冲光纤激光器具有转换效率高，结构简单，工作可靠，长期稳定性好等特点，能够广泛应用于生物组织的无热或低热损伤激光切割等领域。

摘要： 本发明涉及激光技术领域，提供了一种用于调Q脉冲光纤激光器的光纤集成器件及调Q光纤激光器，其中，所述光纤集成器件包括：壳体，封装于壳体内的高反镜、调Q组件、空间波长合束镜及至少一泵浦光发射组件，所述壳体上设置有一个或多个输出端口；所述泵浦光发射组件发射的泵浦光通过所述空间波长合束镜自所述输出端口输出，同时自所述输出端口注入的信号光通过所述调Q组件后和高反镜沿原路返回或自所述多个输出端口同时或分时输出。相较于现有技术，本发明将调Q、合束及发射泵浦光的功能集成在一单独光学器件中，得到多功能及小型集成化的光学器件，同时也减小了泵浦光的损耗，可提高脉冲光纤激光器的小型化、泵浦光的利用率及保证信号光的光束质量。

摘要： 本发明涉及激光技术领域，提供一种在线式集成光纤器件、光纤激光放大系统及光纤激光器。所述在线式集成光纤器件包括泵浦源模块、镀膜镜片组和准直器，所述准直器和镀膜镜片组沿上一级信号光的入射光轴收容于所述光纤器件内，所述泵浦源模块射出泵浦光，所述泵浦光经所述镀膜镜片组反射后，通过所述准直器耦合输出，实现上一级信号光在上一级和/或下一级放大系统中的功率放大。相对于现有技术，本发明通过空间集成减少了光纤熔接点，提高了泵浦光的耦合效率和光束质量，并将在线式集成光纤器件应用在光纤激光放大系统中，利于光纤激光器实现高度集成化组装。

摘要： 本实用新型涉及激光技术领域，提供一种在线式多功能集成光纤器件、光纤激光放大系统及光纤激光器。所述在线式多功能集成光纤器件包括壳体，输入光纤和输出光纤，沿上一级信号光的入射光轴依次收容于所述壳体内的入端光纤准直器、反向泵浦源激光模块、功能模块、正向泵浦源激光模块和出端光纤准直器。所述壳体上还设有至少一组电源P I N脚，所述电源P I N脚分别与反向泵浦源激光模块和反向泵浦源激光模块电连接。相对于现有技术，本实用新型通过空间耦合减少了熔接点，提高了泵浦光的耦合效率和信号光的光束质量，并将在线式多功能集成光纤器件应用在光纤激光放大系统中，利于光纤激光器高度集成化组装。

摘要： 本实用新型涉及激光器技术领域，本实用新型提供一种高功率光纤激光器用变径光纤，包括沿内外向依次设置的外包层、内包层以及纤芯，所述外包层的直径为均匀设置；其中，所述纤芯具有泵浦光入射段以及中间段，所述泵浦光入射段用于泵浦光的入射，所述泵浦光入射段的纤芯直径小于所述中间段的纤芯直径。本实用新型提供的高功率光纤激光器用变径光纤，旨在解决传统技术中，光纤的泵浦光入射端因功率变化导致温度上升，容易引起光纤工作模式不稳定，引发光纤烧毁的问题。

摘要： 本实用新型涉及集成化光纤器件领域，提供了一种半导体光纤耦合模块、光纤激光放大系统及光纤激光器，其中，所述半导体光纤耦合模块包括：壳体，及设于壳体相对两侧的输入光纤和输出光纤，收容于所述壳体内，沿上一级信号光的入射光轴依次设置的第一准直透镜、第一二色镜、第二二色镜、第二准直透镜；固定于所述壳体的底板上的安装台、及收容于所述壳体内设有至少一反向泵浦模块、至少一正向泵浦模块，所述反向泵浦模块与所述正向泵浦模块固定于所述安装台背离所述底板的侧面，所述反向泵浦模块发射泵浦光经过所述第一二色镜后通过所述第一准直透镜从所述输入光纤输出，所述正向泵浦模块发射泵浦光经过所述第二二色镜后通过所述第二准直透镜从所述输出光纤输出，通过空间耦合，实现了泵浦模块的集成，省去了合束器，减少了熔接点，提升了光束质量。