2016年以來，激光行業(yè)內(nèi)整合重組加劇，競爭與日俱增。在工業(yè)激光應(yīng)用領(lǐng)域，光纖激光器仍保持著強勁增長，為此也吸引了大量關(guān)注，新技術(shù)和新應(yīng)用也不斷涌現(xiàn)。接下來OFweek激光網(wǎng)編輯為您盤點2016年光纖激光器領(lǐng)域一些進展情況：

國產(chǎn)新型6KW高功率光纖激光器研發(fā)成功

年初，由武漢華工激光工程有限責(zé)任公司和武漢銳科光纖激光器技術(shù)有限責(zé)任公司共同承擔(dān)的國家科技部十二五支撐計劃“面向汽車與航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的裝備及自動化生產(chǎn)線應(yīng)用示范”的課題二“智能化激光裝備在汽車制造中的應(yīng)用研究與示范”通過了由湖北省科學(xué)技術(shù)廳組織的項目驗收。來自科研院校、企業(yè)的業(yè)內(nèi)專家及省科技廳領(lǐng)導(dǎo)、華中科技大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)一行19人參加了本次驗收會議。

課題承擔(dān)單位分別對任務(wù)完成情況做了簡要匯報，驗收專家組通過對項目現(xiàn)場的考察及質(zhì)詢討論，認為所提交的驗收資料齊全、規(guī)范，符合科技項目驗收要求;課題實施期間，研發(fā)出了新型 6kW 高功率光纖激光器，集成出智能化柔性激光焊接系統(tǒng)、智能化激光高速精微加工系統(tǒng)和智能化光纖激光表面強韌化/再制造系統(tǒng)，并應(yīng)用于汽車制造業(yè)的車身焊接、汽車動力電池焊接和汽車模具強韌化/再制造，建立了示范基地;形成了自主知識產(chǎn)權(quán)，項目研究期間獲得了多項專利技術(shù)和軟件著作權(quán);相關(guān)成果獲得了2012年湖北省科技進步壹等獎和2014年中國機械工業(yè)科技壹等獎。專家組對課題的完成給予了高度評價，一致同意該課題通過驗收。

昂納科技切入光纖激光器領(lǐng)域

今年1月，昂納光通信成功收購ITF Technologies Inc.及其附屬公司ITF。ITF為一間加拿大公司，主要從事制造及分銷光纖光元器及光纖傳感器，供全球電訊工業(yè)、激光器及光纖傳感器市場使用。透過該項收購，成功進軍工業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)，并成為光纖激光器市場上高度可靠光纖組件(包括光纖光柵及大功率稠合組件)的主要供貨商。

光纖激光器具可使用多種波長的靈活操作及可應(yīng)用于多個市場范疇，包括材料加工、激光刻印、傳感應(yīng)用、激光光譜學(xué)、醫(yī)學(xué)應(yīng)用、三維立體打印和數(shù)碼投影，加上具備有效節(jié)能、成本具競爭力、容易維修保養(yǎng)及耐用等眾多優(yōu)點，因此相對目前所有其他激光技術(shù)，光纖激光器市場增長最快，預(yù)計今年銷售增長率將達13%。

科學(xué)家研發(fā)出新型空芯氣體光纖激光器

英國巴斯大學(xué)研究人員研發(fā)出了一種新型激光器，能夠發(fā)出光譜范圍為3.1微米至3.2微米的中紅外光譜。此次研究成果將為中紅外激光器帶來新的應(yīng)用。中紅外激光器目前主要應(yīng)用于光譜學(xué)、環(huán)境遙感以及爆炸物檢測等領(lǐng)域。這款新激光器主要由氣體和光纖激光器組成。研究人員將一種合適的氣體放置到空芯光纖中，從而研發(fā)出了這款能發(fā)射中紅外光譜的光纖氣體激光器。

此次研發(fā)成功的關(guān)鍵因素，是在研發(fā)過程中使用了能在中紅外光譜中效果極佳的硅空芯光纖?？招竟饫w是一種新型光纖，可以使用內(nèi)部玻璃結(jié)構(gòu)將光線限制在光纖空芯部。

因為在空芯光纖中運行的光線大部分都處于空芯位置，這些光纖能阻止二氧化硅玻璃吸收波長超過2.8微米的光線。由于其價格低昂、易于生產(chǎn)且強度極佳，因此二氧化硅是制造光纖的首選材料。

研究人員表示，通過利用他們的新型空芯光纖能夠構(gòu)造出一種新型光纖激光器。激光器需要通過電流或者另外一臺激光器激發(fā)目標(biāo)材料。研究人員使用了乙炔氣體;因為乙炔氣體能發(fā)射中紅外光譜且能被激發(fā)或者泵浦，可被用于通信行業(yè)?？招竟饫w為在同一地方捕捉光線和氣體提供了可能性，因此在這種情況下，光線和氣體能在很長距離(10米至11米)進行交互作用。

巴斯大學(xué)和其他研究機構(gòu)的研究人員早前就證明光纖中的氣體能與光線交互從而產(chǎn)生中紅外光譜發(fā)射。在此次研究中，研究人員增加了一個反饋光纖。正是因為這個反饋光纖的使用，才使得該設(shè)備成為真正的激光器。反饋光纖帶回在含有乙炔氣體的光纖中形成的少量光線，然后通過這些光線形成另一輪光放大，從而形成激光束所需的泵浦功率。

新設(shè)計的一個優(yōu)勢是使用了實用、價格低廉并可提供大功率的成熟的通信二極管激光器。研究人員計劃使用高功率泵浦激光器，以增加光纖氣體激光器的功率。

NKT Photonics收購超快光纖激光器廠商Fianium

為了加強其超快光纖激光器和超連續(xù)譜激光器的領(lǐng)先地位，國際知名激光器供應(yīng)商丹麥NKT Photonics公司日前宣布將以2700萬歐元的價格收購英國Fianium公司。此次收購將加強NKT Photonics公司在地域覆蓋、生產(chǎn)設(shè)施以及配套產(chǎn)品組合的全球市場地位。

NKT Photonics公司產(chǎn)品的主要客戶包括科學(xué)領(lǐng)域和OEM用戶，目前開始更多的關(guān)注商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。Fianium提供超快光纖激光器和超連續(xù)譜激光器，在美國有著強大的市場份額，此外還有全球分銷網(wǎng)絡(luò)。2015年Fianium公司營收達到900萬歐元。

Fianium將繼續(xù)提供超快光纖激光器增益光纖和組件，作為NKT Photonics一條戰(zhàn)略產(chǎn)品線;此外，F(xiàn)ianium公司在南安普敦的配套設(shè)施將以NKT Photonics的名義繼續(xù)運作。

羅芬激光推出第一千臺高功率光纖激光器

羅芬的首個高功率光纖激光器建于2009年。作為羅芬第一千臺緊湊版1kW FL 010 C系列激光器，于2015年年底交付給了Arnold，Arnold隨之將它整合進新研發(fā)的3D激光加工系統(tǒng)，之后便運往德國Fraunhofer IWS。

Arnold和羅芬已經(jīng)進行了多年的合作。Arnold執(zhí)行董事Thomas Arnold表示：“我們和羅芬激光一直有著良好的合作關(guān)系，對于羅芬的激光器我們也一直很滿意，包括激光打標(biāo)、二氧化碳激光器以及光纖激光器等。這種長期的合作關(guān)系也造就了雙方良好的個人關(guān)系。”

上光所全光纖化50GHz窄線寬光纖激光器獲得2.5kW輸出

近日，上海光機所上海市全固態(tài)激光器與應(yīng)用技術(shù)重點實驗室高功率光纖激光課題組研制的50 GHz線寬近衍射極限光纖激光器實現(xiàn)2.5kW功率突破，為大型高功率光纖激光系統(tǒng)奠定了重要的單元技術(shù)基礎(chǔ)。高亮度窄線寬光纖激光光源在相干通信、激光雷達、高能粒子加速器、聚變點火和激光冷卻等領(lǐng)域具有重大的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。

研究人員采用自研光纖光柵、高功率合束器、包層光濾除器等核心器件，基于光纖光柵級聯(lián)濾波、線寬操控、放大級參數(shù)控制和光纖模式控制等關(guān)鍵技術(shù)，在纖芯20μm，NA=0.06的光纖中突破了Jena大學(xué)研究組認為的<50GHz窄線寬近衍射極限光纖激光的輸出功率的極限，實現(xiàn)功率2.52kW，線寬0.18 nm(50 GHz)，中心波長1064.1nm的近衍射極限光纖激光輸出。該激光器采用全光纖三級放大MOPA結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，具有很好的穩(wěn)定性。光束質(zhì)量在2kW時測試為Mx2=1.191，My2=1.186。沒有觀察到受激布里淵散射、受激拉曼散射和模式不穩(wěn)定等非線性現(xiàn)象，通過提升泵浦功率水平，激光輸出功率有望進一步提升。

該研究成果證明該課題組從光纖激光的核心器件研制到關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)均實現(xiàn)了重大突破，在窄線寬光纖激光領(lǐng)域具備了線寬精確操控、光纖熱光效應(yīng)管理、非線性效應(yīng)抑制、全光纖化及模塊化工程研發(fā)能力，相關(guān)核心技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，對我國窄線寬光纖激光技術(shù)的發(fā)展和實用化應(yīng)用具有重要意義。

用于高功率光纖激光器的大模場光纖最新進展

近年來，高功率摻鐿光纖激光器以其高功率、高可靠性、高光束質(zhì)量等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療、科研、軍事等領(lǐng)域。然而隨著輸出功率的逐步提高，非線性效應(yīng)及熱損傷越來越成為制約光纖激光器發(fā)展的重要因素。他們使光纖激光器的光束質(zhì)量降低，輸出功率難以進一步提高，阻礙了光纖激光器的進一步發(fā)展。因此，研究大模場，高摻雜，高光束質(zhì)量的光纖是目前光纖激光器發(fā)展急需解決的問題。

武漢光電國家實驗室光纖激光技術(shù)團隊(FLTG)的博士生褚應(yīng)波等人，在楊旅云、李進延、戴能利等老師的指導(dǎo)下，利用基于硼硅酸鹽玻璃分相技術(shù)制備摻Y(jié)b3+石英玻璃芯棒，進而制備大芯徑雙包層光纖。實驗測試了這種光纖的折射率分布、Yb3+吸收、以及背景損耗并演示了其激光性能。 研究表明：該光纖的芯徑為30微米，包層為400微米;纖芯折射率分布均勻，數(shù)值孔徑約為0.09;Yb3+在976 nm處的吸收為5.5 dB/m，背景損耗為0.02 dB/m; 通過除水工藝，光纖中羥基含量降到1.06 ppm;光纖在976 nm半導(dǎo)體激光器泵浦下實現(xiàn)了1071 nm激光輸出，斜率效率達到72.8%，光纖長度為2.3 m。研究結(jié)果表明這種方法在制備大芯徑高摻雜及具有復(fù)雜纖芯結(jié)構(gòu)的有源光纖方面具有較大潛力。

基于黑鱗的光纖鎖模激光器

由深圳大學(xué)-新加坡國立大學(xué)光電協(xié)同創(chuàng)新中心教授張晗帶領(lǐng)的深圳市孔雀創(chuàng)新團隊首次研發(fā)了基于黑磷的光纖鎖模激光器，得到了超短脈沖激光的輸出信號。

近年來，在石墨烯產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之際，另一種新型單元素二維原子晶體材料——黑磷被發(fā)現(xiàn)。與石墨烯類似，黑磷具有諸多優(yōu)異特性，故被稱為比肩石墨烯的“夢幻材料”。張晗透露，黑磷的研究和應(yīng)用才剛開始，其非線性光學(xué)特性被國內(nèi)外多家單位證實并應(yīng)用于超快激光的產(chǎn)生中?？梢灶A(yù)見不久的將來，它將成為“第二個石墨烯”。

張晗團隊研究發(fā)現(xiàn)黑磷具有寬帶可飽和光吸收特性，波長范圍可覆蓋可見光到中紅外波段。在激光領(lǐng)域中，具有可飽和吸收特性的器件是組建超短脈沖激光器的關(guān)鍵。黑磷這一特性的發(fā)現(xiàn)為中紅外超快光學(xué)器件的研發(fā)提供了可能。該研究成果發(fā)表在國際期刊《先進功能材料》上。研究表明，石墨烯是一種無帶隙的半金屬半導(dǎo)體材料，擁有超高的電子遷移率以及寬帶光吸收特性。然而，無帶隙的能帶結(jié)構(gòu)限制了石墨烯在光電領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。而黑磷的最大特點是擁有隨著層數(shù)可變的直接帶隙，這恰好解決了困擾石墨烯的難題。早在2014年，復(fù)旦大學(xué)的張遠波團隊利用少層黑磷實現(xiàn)了高速場效應(yīng)管的應(yīng)用嘗試，為黑磷的廣泛研究拉開了序幕。

黑磷的應(yīng)用不局限于光電領(lǐng)域，其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也具有優(yōu)勢。為此，張晗與中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院研究員喻學(xué)峰、香港城市大學(xué)教授朱劍豪合作，成功研發(fā)出新型的超小黑磷量子點，并將其作為光熱制劑應(yīng)用于腫瘤治療中。