高功率光纤激光器的应用与展望(2)

工程光学论文

5．2脉冲光纤激光器——种子激光振荡放大

为满足大多数军事和宇航应用，需要纳米量级(10～100ns )的短脉冲，必须用光纤作为放大器连到主谐振腔上。谐振腔被直接调制或基于声光器件进行开关调制，以保证在脉冲重复频率20～50 kHz的1～500 ns的脉冲中有约1～l 00mJ的脉冲能量，这样可得高达100 W的平均功率。脉冲激光器设计比连续激光器复杂得多，费用也高得多。

六．应用

高功率光纤激光器可能的应用包括：激光焊接(小于l mm的窄区) 、热处理、激光烧结、覆层塑料热合( 焊接)、软焊涂料剥除、连续缝焊激光成型、环氧固化自由形态加工、点焊医学应用、激光极管泵浦应用激光照明以及表面溶解混合成型等。最可能的应用是在大尺寸制造领域，目前还没有发挥很大的作用。其中一些领域被看作是有发展潜力的领域，包括：汽车、采暖通风与空调( HvAC) 、导管制造业、大型金属结构等。光纤激光器有多种军事应用。例如用于目标捕获的激光指示器( 单脉冲能量大于100 mJ ) 、激光测距仪(单脉冲能量大于100 mJ，脉宽小于10ns) 以及功率大于100 kW( 目标是1 Mw) 的激光武器。得到美国国防部高级研究计划署( DARPA) 资助的美国诺斯罗普·格鲁曼( NOC) 公司以及SPI 和I PG公司利用多光束相干合束技术研究高功率光纤激光器，为机载和舰载应用开发高于100 kW的光纤激光武器。

七．结论

过去10年光纤激光技术在输出功率、光束质量和亮度等方面取得了巨大进步。因为光纤激光器的高效率会进一步降低电功率需求( 有可能减小1/2)，在工业制造方面有进一步突破，而这些新的制造技术会引发更多的目前尚未实现或等待开发的新设计和加工方法。高功率光纤激光器最终将会成为制造业的主流设备之一