掺镱双包层光纤激光器国内外研究现状

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国外研究进展美国的宝丽来公司率先在1980年左右提出了包层泵浦技术，包层泵浦技术极大地推动了高功率光纤激光器的发展。在这之后近十年不断的发展，美国宝丽来公司，Lucent技术公司等众多科研单位对双包层光纤激光器领域竞相研发，技术发展日新月异。在发展包层泵浦技术的初期首先受到关注的是掺钕双包层光纤激光器，H. Po等人于1993年研制出了在波长为1064nm光波附近可以获得接近5w的单模激光输出，并且它的效率能够达到51%。在20世纪80年代后期，人们开始在石英或氟化物光纤中掺入镱，人们才开始不断的注意到镱离子这款良好的激光增益介质。1994年H. M. Pask等人率先在掺镱石英光纤中实现了包层泵浦。因为与将钕最为增益介质的双包层光纤激光器相比，掺镱双包层光纤激光器可以拥有更高的量子效率。同时镱离子与其他稀土离子相比具有相对简单的能级结构、比较宽的吸收带、还有更大的发射截面。这些特点使得人们不断将注意力和精力不断转向掺镱双包层光纤激光器的研究与发展。1999年V. Dominic等人利用四个45w、波长为915nm的LD阵列作为泵浦源得到波长1120nm、功率110w的激光输出。其中泵浦矩形内包层截面为掺Yb3+双包层光纤。法国Keopsys公司研发出V形槽（V-Groove）,V形槽技术让双包层光纤拥有多个LD阵列侧向泵浦，泵浦光可以跟多的耦合到双包层光纤中，从而能够得到超高功率的激光输出。55209

在对商业光纤激光器的研发与使用方面，欧美发达国家已有许多突破与进展。2003年1月，德国IPG公司率先开发出输出功率达到2000w的掺镱双包层光纤激光器。通过不断发展，掺镱双包层光纤激光器总输出功率不断增加，同时欧洲国家也大力提高了对光纤激光器的研发力度，在2009年建立了LTFT(Leadership infiber Laser technology)研发项目。

国内研究进展

我国对于掺镱双包层光纤激光器的研制与发展方面起步相对较晚，国内科研公司与机构于20世纪80年代才开始了相关研究。我国通过自身不懈努力地追赶，在一些关键技术方向，如包层泵浦技术、泵浦耦合技术等方面取得了一定的突破。可以通过文献报道简单地介绍近几年来国内双包层光纤激光器的研究情况。首先由烽火公司研制出了双包层有缘光纤。1987年四十六所开始了掺稀土离子光纤的研制工作，并自行研制出大纤芯、大数值孔径、大尺寸内包层各系列的双包层光纤。双包层光纤的内包层形状有圆形、D形、矩形和八角形等。其研制国内首创的D形与矩形内包层结构的掺镱双包层光纤填补了我国在新型掺镱双包层光纤的空白，促进了国内稀土离子光纤激光器的研究与发展论文网。

国内相关科研单位如南开大学、上海光机所、清华大学、西安光机所、复旦大学等相关科研单位都展开了对双包层光纤的激光器方面的探索与研究，它们也取得了不错的阶段性进展。尤其是武汉邮电科学研究院与信息产业部第四十六研究所都通过努力研制出了掺镱双包层光纤。国内如上海光机所、南开大学、复旦大学等科研单位通过自身不懈努力在实验还有理论方面都取得不错的成果。南开大学于2002年研制出的国内第一台全光纤掺镱双包层光纤激光器，它的激光输出功率已经能够达到1.2w。在同一年，我国上海光机所也研制出的一台输出功率能够达到6.5w的光纤激光器。深圳大学激光工程实验室在2003年研制出的掺Yb3+双包层光纤激光器输出功率已经能够达到8.6w。同样在这一年，上海光机所通过准直耦合使波长为975nm的LD泵浦耦合进入掺石英光纤，从而能够得到中心波长是1111nm且输出功率能够达到为20.6w的激光输出。上海光机所在2004年通过不断努力采用国产掺镱双包层光纤能够实现连续440w的激光输出。两年之后上海光机所又采用国产大模场面积的双包层掺镱双包层光纤激光器，从而实现了能够达到714w的连续激光输出功率。