光纤激光研究和技术发展现状.pptx

激光研究的必威体育精装版发展趋势前言2010 是激光诞生 50 周年激光已从实验室走向市场新型激光技术不断推动激光发展激光研究的必威体育精装版发展趋势 日本产业振兴协会.hk/search?q=%E6%97%A5%E6%9C%AC%E4%BA%A7%E4%B8%9A%E6%8C%AF%E5%85%B4%E5%8D%8F%E4%BC%9Ahl=zh-CNnewwindow=1safe=strictclient=firefox-ahs=1ZLrls=org.mozilla:en-US:officialtbs=clir:1,clirtl:en,clirt:en+Industry+Promotion+Association+of+Japansa=Xei=XplOTOjIK8WWcb-rsPoCved=0CD4Q_wEwCg(Industry Promotion Association of Japan) 在中国调查的光电子领域：光学设备和材料：THz、中红外、可见到紫外波段新材料；光通信材料：光子网络、局域网光纤、量子密码通信、空间光无线通讯；光存储和光信息处理：母盘制作和复制、蓝光光盘、新一代大容量存储技术；显示器：包括液晶显示、有机发光电子纸张显示、投影显示；用户界面：图像传感、防灾系统、光生物测定、家庭安全必威体育官网网址设备；激光应用和光学测量：新型激光源、光纤传感、激光冷却、激光加工；光伏技术：薄膜电池、有机光伏电池、高效光伏电池；环境光子学；照明技术，LED白光照明。激光研究的必威体育精装版发展趋势以透明陶瓷为代表的新型激光材料以光纤激光为代表的新型激光结构以掺铥光纤激光为代表的新激光波长激光技术在光伏太阳能产业中的应用1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料透明激光陶瓷的研究历史和优点透明激光陶瓷的进展 1.高效率陶瓷激光器 2. 高功率陶瓷激光器 3. 大能量陶瓷激光器 4. 超短脉冲陶瓷激光器 5.全陶瓷自调Q陶瓷激光器 6. 陶瓷光纤理想激光材料的展望1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料陶瓷意为“煅烧的材料”，已经存在了数千年。随着文明的进程，人类最终创造了透明多晶光学陶瓷，现在我们可以利用它们作为增益介质来形成激光振荡。透明光学陶瓷中，散射是最大的光损耗过程。多种散射源包括微孔、颗粒边界、单个颗粒内的结构梯度以及光学各向异性材料的相和晶格缺陷等均能使局部折射率变化。1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料同单晶相比，具有如下制备优势：大尺寸块体，形状可控。(2) 掺杂浓度高、光学均匀性好。(3)烧结温度低，制备周期短，成本低，可大规模生产。(4)可设计制备出多功能和复合结构的陶瓷。 同玻璃基质相比，具有如下材料优点：(1)热导率高，是玻璃材料的数倍，有利于降低热效应；(2)陶瓷的熔点远高于玻璃的软化点，能承受更高的辐射功率;(3)陶瓷激光器输出激光的单色性比玻璃激光器好；1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.1高效率陶瓷激光器2004年，中科院光机所采用超均匀侧面泵浦技术在1at.％ Nd：YAG陶瓷棒中获得输出功率236W，斜率效率62％的连续激光输出1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.1高效率陶瓷激光器2006年柏林大学芯掺杂高效率Nd：YAG陶瓷激光器，140W，斜率效率67％1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.2高功率陶瓷激光器2006年，美国LLNL实验室采用Sm3＋包边Nd：YAG复合结构陶瓷热容激光器实现了5Hz，67 kW激光输出，持续时间10s。1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.2高功率陶瓷激光器Sm3＋包边Nd：YAG结构抑制ASE效应的原理1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.3 大能量陶瓷激光器—-------- 低温冷却的Yb:YAG陶瓷激光器未来大能量激光核聚变驱动器正从ICF向IFE发展，要求激光材料具有高的抗热冲击参数和大受激发射截面和大口径。采用低温冷却的 Yb 晶体取代Nd玻璃是一种新型的设计理念。激光陶瓷可获得大口径，高掺杂，且热机械性能更为优越，是理想的可取材料。受激发射截面和抗热冲击系数随温度可调→能够实现高效能量提取能级结构激光系统，无激发态再吸收→在LD泵浦下高激光增益良好的热机械特性→可以高平均功率运 1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.3 大能量陶瓷激光器—-------- 低温冷却的Yb:YAG陶瓷激光器日本大阪大学 计划在16Hz重复频率下获得MJ量级激光输出功率，光学转换效率约12％Yb：YAG陶瓷ICF驱动系统示意图Yb：Y2O3和Yb：Lu2O3陶瓷材料具有宽的发射带宽,是理想的飞秒激光器材料Yb：Y2O3 188fs锁模脉冲Yb：Lu2O3357fs锁模脉冲1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.4 超短脉冲陶瓷激光器1、以透明陶瓷为代表的新型激光材料1.4 超短脉冲陶瓷激光器2004年,日本Wo