高功率光纤激光器的技术进展与应用研究
毕业论文关键字：光纤激光器 高功率 双包层光纤 应用 相干组束
Title Technical progress and Applied research of High Power Fiber Lasers Abstract As an extension of the fiber lasers, high power fiber lasers has the characteristics of low threshold, high conversion efficiency, good beam quality, compact structure and good heat dissipation performance advantages. And it is widely applied in optics communications, medical equipment, industrial processing and national defense military and some other fields. This paper at first reviews the development of high power fiber laser and the latest development situation at home and abroad, and then introduces the work principle and the key technology of high power fiber laser briefly, thirdly points out the trend of its development and the main factors which restrict the development; next this paper studies the application prospects of the high power fiber laser in various fields; Finally, by comparing the current mainstream of coherent beam combination technology, the paper puts forward the program which can improve the output power of high power fiber laser.
Keywords Fiber lasers High power Double-cladding fiber Application Coherent beam combination
目录
1绪论1
1.1光纤激光器的结构原理1
1.2光纤激光器的主要特点2
1.3本文的主要工作2
2高功率光纤激光器的技术进展4
2.1国外高功率光纤激光器的发展史4
2.2高功率光纤激光器国内发展现状5
2.3高功率光纤激光器国内外发展差距分析7
3高功率光纤激光器关键技术9
3.1双包层光纤9
3.2光纤光栅.10
3.3激光半导体模块.10
4高功率光纤激光器的应用研究.12
4.1工业领域.12
4.2医疗领域.13
4.3军事领域.14
5高功率光纤激光器相干组束技术方案16
5.1主振荡放大（MOPA）.16
5.2多芯光纤自组束.17
5.3全光纤组束.17
5.4自锁相与被动锁相的差距分析.17
6高功率光纤激光器未来发展趋势.19
总结.20
致谢.21
参考文献.22
1 绪论 所谓高功率光纤激光器，是相对于光纤通讯中作为载波的低功率光纤激光器而言的，高功率光纤激光器是在光纤技术和激光泵浦原理基础上产生的新一代固体激光器，它是 21 世纪最先进和最高效的激光器[1]。即使是发达的资本主义国家，光纤激光器也是尖端而神秘的代名词。近两年，随着高功率半导体激光器泵浦技术和双包层光纤制作工艺的成熟发展,高功率光纤激光器的高转换效率和高输出功率正在引起激光技术产业新的革命。相比较传统的固体激光器，光纤激光器具有高光光转换效率，良好的激光束质量、全固态结构以及散热方便等方面的优点[2]，在许多应用领域具有广阔的发展前景。随着双包层光纤的制作工艺的成熟和包层泵浦技术的发展，使得目前单根光纤激光输出功率已经轻松突破千瓦量级。但由于受到光纤本身的热效应和光学非线性效应等因素的限制[3]，损伤阈值成为限制单根光纤输出功率的重要因素，这些限制更为突出地表现在高功率激光器中。并且随着输出功率的提高，源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/ 输出激光的光束质量也会变差。此时，相干合成技术作为提高输出功率的有效手段，同时又能够保证光束质量，受到人们的广泛关注。本文从高功率光纤激光器的发展及国内外最新技术进展切入，介绍了高功率光纤激光器发展的关键技术，解读高功率光纤激光器未来的发展趋势,并指出制约其发展的主要因素；然后研究高功率光纤机光器在各个领域的应用前景；最后提出有效提高高功率光纤激光器输出功率的方案，通过对比当前的各种相干组束技术，得到当前最具有发展潜力的相干组束技术方案。