加強(qiáng)光纖激光器基礎(chǔ)研究 尋找產(chǎn)業(yè)化契機(jī)

　　日前，在第101期東方科技論壇“高功率光纖激光器及其應(yīng)用發(fā)展”學(xué)術(shù)研討會上，中國科學(xué)院院士王之江、林尊琪、劉頌豪、姜中宏等與來自全國從事光纖激光等方面研究的學(xué)者，分別就高功率光纖激光器的發(fā)展趨勢，國產(chǎn)化研發(fā)所必須解決的關(guān)鍵技術(shù)，高功率光纖激光領(lǐng)域的若干關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性科學(xué)問題及其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用前景等進(jìn)行了深入研討。

　　相關(guān)專家學(xué)者認(rèn)為，從整個(gè)激光技術(shù)的發(fā)展來看，光纖激光代表了高功率激光的發(fā)展方向和趨勢。“鑒于其在工業(yè)、國防等領(lǐng)域的重要應(yīng)用前景，我國應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)該領(lǐng)域的研究，并盡快實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。”他們發(fā)出強(qiáng)烈呼吁。

　　高功率光纖激光器舉世矚目

　　會議執(zhí)行主席王之江在主題報(bào)告《高功率光纖激光器及其應(yīng)用系統(tǒng)的研究進(jìn)展》中介紹，光纖激光器具有很多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，是其他激光器無法比擬的，它增益介質(zhì)長、耦合效率高、散熱好、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、使用靈活方便、輸出激光光束質(zhì)量好且輸出波長范圍寬(400～3400nm)。

　　光纖激光器的眾多優(yōu)點(diǎn)，決定了它是高功率高光束質(zhì)量全固態(tài)激光系統(tǒng)的可靠選擇之一，美、英、德、法、日等很多發(fā)達(dá)國家都非常重視高功率光纖激光器的研究。

　　近幾年，光纖激光器的發(fā)展非常迅猛。2004年，英國南安普頓大學(xué)宣布單光纖激光器獲得1.3kW單模輸出，緊接著，2005年德國耶那大學(xué)和美國IPG激光公司相繼宣布成功研制出1.5kW和超過2kW的單模單光纖激光器。

　　今年6月19日，IPG激光公司發(fā)布了全球首個(gè)商用化的3kW連續(xù)單模摻鐿光纖激光器，這是目前單模單光纖激光器的最高輸出報(bào)道。這種高功率單模光纖激光器將用于深入焊接(Deeppenetrationwelding)、遠(yuǎn)程焊接(Remotewelding)和切割，沖擊打孔以及燃料電池的焊接。IPG激光公司首席執(zhí)行官ValentinP.Gapontsev博士介紹，該公司將在近幾年將其商用單模產(chǎn)品提升到5kW的級別。

　　名符其實(shí)的“多面手”

　　會議執(zhí)行主席、中科院上海光機(jī)所研究員樓祺洪在《高功率光纖激光器國產(chǎn)化的若干思考》的報(bào)告中指出，從1963年發(fā)明光纖激光器到20世紀(jì)80年代末第一批商用光纖激光器面市，光纖激光器經(jīng)歷了20多年的發(fā)展歷程。隨著激光二極管泵浦技術(shù)以及光纖材料和工藝研究的進(jìn)展，適用于各種不同應(yīng)用目的的光纖激光器紛紛面世。其應(yīng)用領(lǐng)域也已從光纖通訊方面迅速向其他更為廣闊的激光應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。尤其是高功率光纖激光器以其無比卓越的性價(jià)比，在激光加工、激光醫(yī)療、激光雷達(dá)、激光測距、定向能武器等諸多方面得到了日益廣泛的應(yīng)用，它的誕生及應(yīng)用對傳統(tǒng)CO2和YAG固體激光器提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

　　其實(shí)，高光纖激光器的應(yīng)用不僅僅是焊接方面，還在金屬的切割、打標(biāo)、遠(yuǎn)距離通訊、醫(yī)療、科研和國防軍事等很多領(lǐng)域具有極其誘人的應(yīng)用前景，這是由于光纖激光器具有很多其他固體激光器及氣體激光器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已引起人們的極大興趣。毫無疑問，未來光纖激光器將會在很多領(lǐng)域大展拳腳，是一個(gè)名符其實(shí)的“多面手”。

　　尋找產(chǎn)業(yè)化契機(jī)

　　與會專家認(rèn)為，高功率光纖激光器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、實(shí)用化不僅能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能為我國工業(yè)、通訊、醫(yī)療和國防軍事領(lǐng)域作出巨大貢獻(xiàn)。近幾年，高功率光纖激光器發(fā)展迅猛，很多國家已實(shí)現(xiàn)單光纖激光器輸出超過千瓦。

　　在國防科技大學(xué)許曉軍、劉澤金等看來，高功率、高質(zhì)量激光武器一直是軍事領(lǐng)域防御和進(jìn)攻武器研究的重點(diǎn)：“高功率光纖激光器以其高亮度、小照射面積、體積小等優(yōu)點(diǎn)及性能越來越受到重視，并有取代目前看好的化學(xué)武器和生物武器的趨勢。”

　　目前，美國、日本等國的科學(xué)家都在致力于千瓦級的激光武器的研制工作。光纖激光器因其優(yōu)點(diǎn)，已成為較為重要的候選者，美國、英國已投入巨資展開這方面的研究，主要包括機(jī)載和星載激光武器；光纖激光器可作為軍用激光信標(biāo)光源；在海軍裝備中，光纖激光器可用作對潛通訊、探測魚雷、測量海深、水下傳感及?；饪匚淦?。

　　可見，新型高功率光纖激光器越來越引起激光技術(shù)研究人員和激光技術(shù)應(yīng)用者的注意。它初露鋒芒，展現(xiàn)出美好的應(yīng)用前景，具有廣闊的潛在市場。在不久的將來，光纖激光器將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，顯示出其特有的優(yōu)勢和魅力。

　　在本世紀(jì)初，國內(nèi)多家單位開始著手研究光纖激光器，經(jīng)過多年的努力已取得很大成功。2006年，中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、中國電子科技集團(tuán)第11研究所和中國兵器裝備研究院實(shí)現(xiàn)單光纖激光器連續(xù)波輸出超過千瓦，使我國在光纖激光器這一前沿領(lǐng)域占有一席之地。目前，雖然國內(nèi)對高功率光纖激光器的研究取得了一些進(jìn)展，但國內(nèi)的成果大多還處在實(shí)驗(yàn)研究階段，要獲得更高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出還需進(jìn)一步探索研究。

　　專家認(rèn)為，中國在一些關(guān)鍵器件和技術(shù)的研究上與國外還存在很大差距，需要抓住目前高功率光纖激光器發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，從半導(dǎo)體二極管泵浦源、特種摻稀土離子的雙包層光纖、光纖耦合器和種子光源等關(guān)鍵器件入手研究，爭取早日實(shí)現(xiàn)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高功率光纖激光器，為我國工業(yè)、通訊、醫(yī)療和國防軍事領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)。