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加强光纤激光基础研究 寻找产业化契机 |
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| http://cn.newmaker.com
11/1/2007 7:28:00 PM
佳工机电网
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日前，在第101期东方科技论坛“高功率光纤激光器及其应用发展”学术研讨会上，中国科学院院士王之江、林尊琪、刘颂豪、姜中宏等与来自全国从事光纤激光等方面研究的学者，分别就高功率光纤激光器的发展趋势，国产化研发所必须解决的关键技术，高功率光纤激光领域的若干关键性、基础性科学问题及其在重要领域的应用前景等进行了深入研讨。
相关专家学者认为，从整个激光技术的发展来看，光纤激光代表了高功率激光的发展方向和趋势。“鉴于其在工业、国防等领域的重要应用前景，我国应继续加强该领域的研究，并尽快实现国产化和产业化。”他们发出强烈呼吁。
高功率光纤激光器举世瞩目
会议执行主席王之江在主题报告《高功率光纤激光器及其应用系统的研究进展》中介绍，光纤激光器具有很多独特优点，是其他激光器无法比拟的，它增益介质长、耦合效率高、散热好、结构简单紧凑、使用灵活方便、输出激光光束质量好且输出波长范围宽（400～3400nm）。
光纤激光器的众多优点，决定了它是高功率高光束质量全固态激光系统的可靠选择之一，美、英、德、法、日等很多发达国家都非常重视高功率光纤激光器的研究。
近几年，光纤激光器的发展非常迅猛。2004年，英国南安普顿大学宣布单光纤激光器获得1.3kW单模输出，紧接着，2005年德国耶那大学和美国IPG激光公司相继宣布成功研制出1.5kW和超过2kW的单模单光纤激光器。
今年6月19日，IPG激光公司发布了全球首个商用化的3kW连续单模掺镱光纤激光器，这是目前单模单光纤激光器的最高输出报道。这种高功率单模光纤激光器将用于深入焊接（Deep penetration welding）、远程焊接（Remote welding）和切割，冲击打孔以及燃料电池的焊接。IPG激光公司首席执行官Valentin P.Gapontsev博士介绍，该公司将在近几年将其商用单模产品提升到5kW的级别。
名符其实的“多面手”
会议执行主席、中科院上海光机所研究员楼祺洪在《高功率光纤激光器国产化的若干思考》的报告中指出，从1963年发明光纤激光器到20世纪80年代末第一批商用光纤激光器面市，光纤激光器经历了20多年的发展历程。随着激光二极管泵浦技术以及光纤材料和工艺研究的进展，适用于各种不同应用目的的光纤激光器纷纷面世。其应用领域也已从光纤通讯方面迅速向其他更为广阔的激光应用领域扩展。尤其是高功率光纤激光器以其无比卓越的性价比，在激光加工、激光医疗、激光雷达、激光测距、定向能武器等诸多方面得到了日益广泛的应用，它的诞生及应用对传统CO2和YAG固体激光器提出严峻挑战。
其实，高光纤激光器的应用不仅仅是焊接方面，还在金属的切割、打标、远距离通讯、医疗、科研和国防军事等很多领域具有极其诱人的应用前景，这是由于光纤激光器具有很多其他固体激光器及气体激光器无法比拟的优点，已引起人们的极大兴趣。
毫无疑问，未来光纤激光器将会在很多领域大展拳脚，是一个名符其实的“多面手”。
寻找产业化契机
与会专家认为，高功率光纤激光器实现产业化、实用化不仅能带来可观的经济效益，同时也能为我国工业、通讯、医疗和国防军事领域作出巨大贡献。近几年，高功率光纤激光器发展迅猛，很多国家已实现单光纤激光器输出超过千瓦。
在国防科技大学许晓军、刘泽金等看来，高功率、高质量激光武器一直是军事领域防御和进攻武器研究的重点：“高功率光纤激光器以其高亮度、小照射面积、体积小等优点及性能越来越受到重视，并有取代目前看好的化学武器和生物武器的趋势。”
目前，美国、日本等国的科学家都在致力于千瓦级的激光武器的研制工作。光纤激光器因其优点，已成为较为重要的候选者，美国、英国已投入巨资展开这方面的研究，主要包括机载和星载激光武器；光纤激光器可作为军用激光信标光源；在海军装备中，光纤激光器可用作对潜通讯、探测鱼雷、测量海深、水下传感及海基光控武器。
可见，新型高功率光纤激光器越来越引起激光技术研究人员和激光技术应用者的注意。它初露锋芒，展现出美好的应用前景，具有广阔的潜在市场。在不久的将来，光纤激光器将在各个领域发挥重要作用，显示出其特有的优势和魅力。
在本世纪初，国内多家单位开始着手研究光纤激光器，经过多年的努力已取得很大成功。2006年，中科院上海光学精密机械研究所、中国电子科技集团第11研究所和中国兵器装备研究院实现单光纤激光器连续波输出超过千瓦，使我国在光纤激光器这一前沿领域占有一席之地。目前，虽然国内对高功率光纤激光器的研究取得了一些进展，但国内的成果大多还处在实验研究阶段，要获得更高功率、高光束质量的激光输出还需进一步探索研究。
专家认为，中国在一些关键器件和技术的研究上与国外还存在很大差距，需要抓住目前高功率光纤激光器发展的关键时期，从半导体二极管泵浦源、特种掺稀土离子的双包层光纤、光纤耦合器和种子光源等关键器件入手研究，争取早日实现具有完全自主知识产权的高功率光纤激光器，为我国工业、通讯、医疗和国防军事领域作出贡献。
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