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(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士王之江、林尊琪、劉頌豪、姜中宏等與來(lái)自全國(guó)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(shì)，國(guó)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(wèn)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(zhuān)家學(xué)者認(rèn)為，從整個(gè)激光技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，光纖激光代表了高功率激光的發(fā)展方向和趨勢(shì)。“鑒于其在工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域的重要應(yīng)用前景，我國(guó)應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)該領(lǐng)域的研究，并盡快實(shí)現(xiàn)國(guó)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(huì)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(wú)法比擬的，它增益介質(zhì)長(zhǎng)、耦合效率高、散熱好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、使用靈活方便、輸出激光光束質(zhì)量好且輸出波長(zhǎng)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(guó)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(guó)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(guó)耶那大學(xué)和美國(guó)IPG激光公司相繼宣布成功研制出1.5kW和超過(guò)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(jí)別。
名符其實(shí)的“多面手”
會(huì)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(guó)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(wú)比卓越的性?xún)r(jià)比，在激光加工、激光醫(yī)療、激光雷達(dá)、激光測(cè)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(duì)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(guó)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(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已引起人們的極大興趣。毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)光纖激光器將會(huì)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(huì)專(zhuān)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(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能為我國(guó)工業(yè)、通訊、醫(yī)療和國(guó)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(guó)家已實(shí)現(xiàn)單光纖激光器輸出超過(guò)千瓦。
在國(guó)防科技大學(xué)許曉軍、劉澤金等看來(lái)，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(lái)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(shì)。”
目前，美國(guó)、日本等國(guó)的科學(xué)家都在致力于千瓦級(jí)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(guó)、英國(guó)已投入巨資展開(kāi)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(duì)潛通訊、探測(cè)魚(yú)雷、測(cè)量海深、水下傳感及?；饪匚淦鳌?br />
可見(jiàn)，新型高功率光纖激光器越來(lái)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(chǎng)。在不久的將來(lái)，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(shì)和魅力。
在本世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)多家單位開(kāi)始著手研究光纖激光器，經(jīng)過(guò)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(guó)電子科技集團(tuán)第11研究所和中國(guó)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(guò)千瓦，使我國(guó)在光纖激光器這一前沿領(lǐng)域占有一席之地。目前，雖然國(guó)內(nèi)對(duì)高功率光纖激光器的研究取得了一些進(jìn)展，但國(guó)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(zhuān)家認(rèn)為，中國(guó)在一些關(guān)鍵器件和技術(shù)的研究上與國(guó)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(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高功率光纖激光器，為我國(guó)工業(yè)、通訊、醫(yī)療和國(guó)防軍事領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)。
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