1、技术等方面获得申请专利两项以上发明专利。项目部分研究成果将以论文形式发表，预期将发表论文篇实用化高功率脉冲光纤激光器，促进我国特别是浙江省相应产业发展。三项目主要研究开发内容技术关键及主要创新点。本项目主要研究内容为通过研究掌握实用化高功率脉冲光纤激光器研制过程中系列关键技术，研制高性能高功率脉冲光纤激光器，特别是线偏振输出全光纤化高功率脉冲光纤激光器。本项目具体研究内容和相应技术关键阐述如下内容高功率光纤激光器脉冲控制关键技术光纤激光器激光脉宽和峰值功率水平是影响加工质量和加工效率最为重要因素。由于光纤激光器般采用较长光纤，因此腔长也就较大，这使得采用常规调技术很难获得较短脉冲宽度，因此影响输出激光峰值功率，并进而影响加工效果。技术关键拟采用主振放大结构光纤激光器方案，利用短脉冲工作小功率种子光纤激光器作为信号源，采用多级放大技术原理，。
2、光电子研究中心研究人员首先在国际上实现了连续工作模式光纤激光器单芯输出功率达到指标，产生了极大轰动，将原先光纤激光器只能输出小功率作为传感测量用光源概念完全颠覆。在年，脉冲工作光纤激光器平均输出功率也达到了，其峰值功率达到了数万瓦。相比于连续工作模式，脉冲工作光纤激光器其平均功率虽然较低，但却具有更高峰值功率，其与物质作用效果也就更强，因此也更适合于作为加工用激光光源。此外，脉冲工作高功率光纤激光器也可以作为各种光频变换系统初级光源，这主要是由于其横模结构由光纤结构决定，在大功率下仍然不会劣化，可以保持在单模模或低阶模上，其输出光束质量可以保持很好，光束亮度可以极高。作为加工用激光器，除了必须满足功率指标和光束质量指标之外，实际上还涉及更多与应用密切相关技术参数要求，其相关参数都与光纤激光器长期稳定性与抗干扰性密切相关。本项目研究内容，就。
3、企业研究力量和生产条件，将重点研究实用化高功率脉冲光纤激光器系列关键技术，并在此基础上，研制可商品化高功率脉冲光纤激光器，特别是线偏振输出高功率脉冲光纤激光器，并直接应用于激光光频转换系统，如紫外激光产生和中红外激光产生中，形成直接社会和经济效益。二国内外研究现状和发展趋势近年来，随着光纤激光器迅猛发展，其在加工业中应用研究在国际上些最为知名研究单位中已经开始，如英国南安普敦大学光电子研究中心与英国剑桥大学激光加工中心联合承担项目，集中研究激光脉冲形状峰值功率光斑形状对加工各种影响及相应最佳参数条件美国公司所生产各类光纤激光器已经开始形成商品化产品英国公司生产大功率皮秒和亚皮秒光纤激光器在各种应用领域也开始得到较为广泛承认。但是，非常清楚是，光纤激光器离真正进入广泛应用能完全取代传统固体激光器还有定距离，这主要是高功率脉冲光纤激光器研制目。
4、预控制技术抑止有害非线性光学效应产生。在线偏振高功率脉冲光纤激光器研制成功后，将代替现有半导体激光器泵浦固体激光器实现高功率紫外激光和中红外激光输出。主要创新点高功率光纤激光器研究是目前激光光电子领域最为活跃研究内容，其中工作于微米波段掺镱光纤激光器是大功率光纤激光器中最为出色。年，英国南安普敦大学光电子研究中心研究人员首先在国际上实现了连续工作模式光纤激光器单芯输出功率达到指标，产生了极大轰动，将原先光纤激光器只能输出小功率作为传感测量用光源概念完全颠覆。在年，脉冲工作光纤激光器平均输出功率也达到了，其峰值功率达到了数万瓦。相比于连续工作模式，脉冲工作光纤激光器其平均功率虽然较低，但却具有更高峰值功率，其与物质作用效果也就更强，因此也更适合于作为加工用激光光源。此外，脉冲工作高功率光纤激光器也可以作为各种光频变换系统初级光源，这主要是由。
5、期以来，高功率脉冲紫外激光器是精密激光微加工首选光源。紫外激光加工相对应激光处理表面可以具有特殊完整性与光滑度，这主要源于紫外激光在与物质作用中，其过程是直接将分子撕裂而并非依赖热作用。传统灯泵或半导体泵浦固体激光器，为实现高功率优质基频光输出，需要极为复杂热耗控制和热透镜畸变补偿系统，这使得整个激光器在结构上相当复杂，稳定性也成为问题。大功率紫外激光器因此价格昂贵，这也制约了其在各个领域广泛应用。若能采用高功率脉冲光纤激光器作为泵源，上述紫外激光实现起来就要容易得多，其应用得前景极其广大。浙江省作为制造业大省，国有和民营制造企业数量众多，尤其在浙江温州台州和金华，民营制造企业已经成为当地经济支柱。这些企业目前普遍存在问题是，技术含量相对较低，产品利润率较低，很多企业产品属于出口导向型。随着人民币汇率不断提高和国外技术壁垒限制增多，企业生。
6、针对脉冲工作高功率光纤激光器各种影响稳定性和抗干扰性问题，开展深入研究工作，争取获得能用以指导实用化加工用高功率脉冲光纤激光器制作各类关键技术。本项目创新之处可以概括为高功率脉冲光纤激光器全光纤化工作。该项工作属于目前国际上研制高功率脉冲光纤激光器主要内容之，是目前泵源和放大级之间自由空间耦合改成光纤耦合方式。技术关键拟采用泵浦耦合器实现信号泵浦与增益光纤全光纤耦合。将就芯模耦合条件泵浦耦合器散热条件及其对准技术开展深入研究。内容线偏振实用化高功率脉冲光纤激光器研制因为线偏振高功率脉冲光纤激光器对种子源增益光纤和脉冲控制均有特殊严格要求，同样功率线偏振输出光纤激光器，其研制难度较随机偏振脉冲光纤激光器大得多。但以此作为激光泵源，可以实现高效紫外激光输出和中红外激光输出。技术关键拟采用大直径保偏光纤实现高功率线偏振输出，将采用种子源脉冲形状。
7、现短脉冲高功率激光输出。将就最佳参数条件获得开展深入基础研究。内容高功率光纤激光器中非线性光学现象消除技术由于光纤激光器长度较大，非线性阈值较低，容易产生受激喇曼散射和受激布里渊散射，这类非线性光学现象是导致光纤激光器损坏重要原因。技术关键拟通过优化种子激光设计，优化多级放大器放大特性和隔离特性，优化种子光耦合条件和激光放大器工作谱宽，有效地抑止高功率脉冲光纤激光器工作时非线性效应。将就非线性效应产生阈值条件损伤机制时阈与频阈特征信号及抑止条件，开展深入研究。内容高功率增益光纤与空气界面保护技术和增益光纤防黑化技术前期实验研究工作已经表明，光纤与空气界面层是高功率光纤激光器中损伤阈值最低部分，如何有效地保护光纤端面是保证高功率光纤激光器长期稳定工作重要因素此外，增益光纤本身在高功率工作条件下衰退问题，也即常称为光致黑效应解决，也是影响光纤。
8、激光长期稳定工作重要因素。技术关键拟通过在增益光纤端部表面设置光纤帽方案，大幅降低光纤激光端部输出时功率密度，提高其承受激光功率能力拟通过特殊掺杂手段，提高光纤抗光损伤能力，防止光纤黑化产生。并在此同时，采用提高包层折射率来维持较低数值孔径条件，使得光纤在具有较好抗光损伤能力情况下，仍能保持单模工作特性，保证光纤激光输出模式质量。将就光纤帽最佳成分配置光纤帽最佳深度与融合技术开展深入研究将就磷铝和特殊元素掺杂最佳光纤组分及其对光黑化效应抑止作用最佳作用条件开展深入研究。内容光纤激光器全光纤化技术高功率脉冲光纤激光器般采用主振放大器结构，但其最后级目前仍需要采用传统自由空间耦合方式工作，这使得光纤激光器易于受到外界条件变化如振动温飘等因素影响，其长期稳定性收到限制。解决这问题主要办法是全光纤化，将种子和放大级泵源和放大级之间自由空间耦合改成。
9、，使得光纤激光光束质量并不会由于激光功率增加而降低，光纤本身特有大表面积，又使得严重影响常规固体激光器光束质量热畸变问题在光纤激光器中也不再是个问题。非常清楚是，光束质量提高，使得激光能被光学系统聚焦到接近于衍射极限极小斑点内，这使得高质量精密加工成为可能。由于热控问题简化，高功率光纤激光器在结构上可以得到很大简化，整体成本大幅降低，这为光纤激光器进入实际生产过程创造了非常有利条件。举个典型例子，如果采用常规或激光器，单横模输出，光束质量因子小于，价格约为万人民币，而采用光纤激光器，同样技术指标，市场售价不到万。同样，对于高光束质量固体激光器，价格不会低于万人民币此时，较低价格只能保证光束质量在低于时接近单模，而同样功率光纤激光器价格低于万人民币。正因为如此，高性价比使得光纤激光在绝大多数领域正在取代传统常规灯泵和半导体泵浦固体激光器。长。
10、危机已经开始显现。采用高新技术，提高生产效率，降低生产成本是这些企业带来产值利润和税金都将相当可观。线偏振光纤激光器将主要用于紫外和中红外激光器配套产品，年销售量不会低于台。社会效益技术应用和产业化前景及获取自主知识产权情况高功率脉冲光纤激光器属于当前正在快速发展高技术产品，在国际上也属于刚起步阶段，其应用涉及工业环保科研国防等诸多领域。作为种高端科技产品，项目成功开展对于提升国产高端设备自主研发能力促进新技术在各个领域应用提高生产效率降低生产成本均具有非常重要作用，将产生很好社会效益和可观经济效益。适合于商品化开发样机研制成功后，能迅速占领市场，形成年销售额达几千万元甚至更大新兴产业。本项目研制过程涉及多项关键技术自主开发，通过本项目研究，将能形成具有完全自主知识产权实用化高功率光纤激光器研发和生产能力。预期将在全光纤化技术和抗黑化光纤。
11、其横模结构由光纤结构决定，在大功率下仍然不会劣化，可以保持在单模模或低阶模上，其输出光束质量可以保持很好，光束亮度可以极高。作为加工用激光器，除了必须满足功率指标和光束质量指标之外，实际上还涉及更多与应用密切相关技术参数要求，其相关参数都与光纤激光器长期稳定性与抗干扰性密切相关。本项目研究内容，就是针对脉冲工作高功率光纤激光器各种影响稳定性和抗干扰性问题，开展项目可行性报告立项的背景和意义。激光技术的发展自世纪六十年代激光问世以来，已经极大地改变了现代人的思想观念和生活质量。大功率的光纤激光作为种特殊的光源，近几年来其发展势头之猛，已经远远超出人们当初的想象。选择。只有这样，浙江省才能从制造业大省向制造业强省迈进。其中，采用最新激光加工技术提升加工制造业将是种非常明智选择。本项目正是针对上述背景情况，并根据自身研究条件和工作基础，结合相关。
12、纤耦合方式。技术关键拟采用泵浦耦合器实现信号泵浦与增益光纤全光纤耦合。将就芯模耦合条件泵浦耦合器散热条件及其对准技术开展深入研究。内容线偏振实用化高功率脉冲光纤激光器研制因为线偏振高功率脉冲光纤激光器对种子源增益光纤和脉冲控制均有特殊严格要求，同样功率线偏振输出光纤激光器，其研制难度较随机偏振脉冲光纤激光器大得多。但以此作为激光泵源，可以实现高效紫外激光输出和中红外激光输出。技术关键拟采用大直径保偏光纤实现高功率线偏振输出，将采用种子源脉冲形状预控制技术抑止有害非线性光学效应产生。在线偏振高功率脉冲光纤激光器研制成功后，将代替现有半导体激光器泵浦固体激光器实现高功率紫外激光和中红外激光输出。主要创新点高功率光纤激光器研究是目前激光光电子领域最为活跃研究内容，其中工作于微米波段掺镱光纤激光器是大功率光纤激光器中最为出色。年，英国南安普敦大学。
参考资料：
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高功率脉冲光纤激光器的系列关键技术及其设备研究项目可行性方案