1、“.....形成直接社会和经济效益。二国内外研究现状和发展趋势近年来,随着光纤激光器迅猛发展,其在加工业中应用研究在国际上些最为知名研究单位中已经开始,如英国南安普敦大学光电子研究中心与英国剑桥大学激光加工中心联合承担项目,集中研究激光脉冲形状峰值功率光斑形状对加工各种影响及相应最佳参数条件美国公司所生产各类光纤激光器已经开始形成商品化产品英国公司生产大功率皮秒和亚皮秒光纤激光器在各种应用领域也开始得到较为广泛承认。但是,非常清楚是,光纤激光器离真正进入广泛应用能完全取代传统固体激光器还有定距离,这主要是高功率脉冲光纤激光器研制目前尚存在些关键技术问题迫切需要解决。相比于技术上较为简单高功率连续激光器,高功率脉冲光纤激光器可以具有高得多峰值功率,其加工效果要好得多,因此成为研究主流。但是,其技术难度也大得多。首先,高功率光纤激光器脉冲工作控制问题,这是影响加工效率最为重要因素。由于光纤激光器般采用较长光纤,因此也就具有较大腔长......”。
2、“.....因此影响输出激光峰值功率,并进而影响加工效果其次,光纤中非线性光学现象克服问题,特别是受激喇曼效应和受激布里渊效应抑止问题。这类非线性光学现象是导致光纤损坏重要原因再其次是光纤与空气界面保护问题,前期实验研究已经表明,光纤与空气界面层是损伤阈值最低部分,如何有效地保护光纤端面是保证高功率光纤激光器长期稳定工作重要因素此外,增益光纤衰退问题,也即常称为光致黑效应解决,也是影响光纤激光长期稳定工作重要因素最后,是光纤激光器全光纤化问题,由于全光纤化光纤激光器对外界因素,如振动温飘等因素影响不敏感性,将使得光纤激光器能真正地在各种复杂环境应用场合大显身手。高功率光纤激光器研究工作,近几年在国内若干单位也已经得到很好开展,目前工作主要集中于高功率连续工作光纤激光器,中科院上海光机所中电集团所清华大学兵器工业总公司等相关单位在实验室中已经演示了超过或接近瓦单纤激光功率输出,但般仅限于在实验平台上短期激光演示,距离实用化全光纤激光器尚有较大距离......”。
3、“.....与国外光纤激光器领军单位如美国公司英国南安普顿大学光电子研究中心德国激光研究所等单位相比尚有较大距离。本项目研掺杂手段,提高光纤抗光损伤能力,防止光纤黑化产生。并在此同时,采用提高包层折射率来维持较低数值孔径条件,使得光纤在具有较好抗光损伤能力情况下,仍能保持单模工作特性,保证光纤激光输出模式质量。将就光纤帽最佳成分配置光纤帽最佳深度与融合技术开展深入研究将就磷铝和特殊元素掺杂最佳光纤组分及其对光黑化效应抑止作用最佳作用条件开展深入研究。内容光纤激光器全光纤化技术高功率脉冲光纤激光器般采用主振放大器结构,但其最后级目前仍需要采用传统自由空间耦合方式工作,这使得光纤激光器易于受到外界条件变化如振动温飘等因素影响,其长期稳定性收到限制。解决这问题主要办法是全光纤化,将种子和放大级泵源和放大级之间自由空间耦合改成光纤耦合方式。技术关键拟采用泵浦耦合器实现信号泵浦与增益光纤全光纤耦合。将就芯模耦合条件泵浦耦合器散热条件及其对准技术开展深入研究......”。
4、“.....同样功率线偏振输出光纤激光器,其研制难度较随机偏振脉冲光纤激光器大得多。但以此作为激光泵源,可以实现高效紫外激光输出和中红外激光输出。技术关键拟采用大直径保偏光纤实现高功率线偏振输出,将采用种子源脉冲形状预控制技术抑止有害非线性光学效应产生。在线偏振高功率脉冲光纤激光器研制成功后,将代替现有半导体激光器泵浦固体激光器实现高功率紫外激光和中红外激光输出。主要创新点高功率光纤激光器研究是目前激光光电子领域最为活跃研究内容,其中工作于微米波段掺镱光纤激光器是大功率光纤激光器中最为出色。年,英国南安普敦大学光电子研究中心研究人员首先在国际上实现了连续工作模式光纤激光器单芯输出功率达到指标,产生了极大轰动,将原先光纤激光器只能输出小功率作为传感测量用光源概念完全颠覆。在年,脉冲工作光纤激光器平均输出功率也达到了,其峰值功率达到了数万瓦。相比于连续工作模式......”。
5、“.....但却具有更高峰值功率,其与物质作用效果也就更强,因此也更适合于作为加工用激光光源。此外,脉冲工作高功率光纤激光器也可以作为各种光频变换系统初级光源,这主要是由于其横模结构由光纤结构决定,在大功率下仍然不会劣化,可以保持在单模模或低阶模上,其输出光束质量可以保持很好,光束亮度可以极高。作为加工用激光器,除了必须满足功率指标和光束质量指标之外,实际上还涉及更多与应用密切相关技术参数要求,其相关参数都与光纤激光器长期稳定性与抗干扰性密切相关。本项目研究内容,就是针对脉冲工作高功率光纤激光器各种影响稳定性和抗干扰性问题,开展深入研究工作,争取获得能用以指导实用化加工用高功率脉冲光纤激光器制作各类关键技术。本项目创新之处可以概括为高功率脉冲光纤激光器全光纤化工作。该项工作属于目前国际上研制高功率脉冲光纤激光器主要内容之,是,光纤偏振控制器万元万元个,个,大功率激光隔离器万元万元个,个,纳米级精密调节架万元万元个,个......”。
6、“.....台,多路光纤合束器万元万元个,个,中等功率半导体激光器万元万元个,个。本项目预算中,材料费万元主要用于商品化大芯径增益光纤购臵万元,千元米,约米,光纤抛光材料万元,非球面耦合透镜及其他光学元器件万元光纤标准样品购臵用于所研制设备光谱定标精细化学品购臵万元,相关电子元器件万元测试化验加工费万元主要用于精密光学元件加工导光光纤束加工机械加工等燃料动力费万元主要用于项目研制过程中水电等相关费用支出差旅费万元主要用于项目开发过程中人员出差费用会议费万元主要用于参加学术会议成果展示会及各类产品展览会等合作协作研究与交流费共万元,主要用于与国外合作单位合作研究工作出版文献信息传播知识产权事务费万元主要用于专利申请论文发表等人员劳务费万元主要用于项目辅助参加人员和研究生补贴专家咨询费万元包括专家鉴定会验收会及其他咨询费用支出,管理费万元为承担单位项目管理费。实用化高功率脉冲光纤激光器,促进我国特别是浙江省相应产业发展。三项目主要研究开发内容技术关键及主要创新点......”。
7、“.....研制高性能高功率脉冲光纤激光器,特别是线偏振输出全光纤化高功率脉冲光纤激光器。本项目具体研究内容和相应技术关键阐述如下内容高功率光纤激光器脉冲控制关键技术光纤激光器激光脉宽和峰值功率水平是影响加工质量和加工效率最为重要因素。由于光纤激光器般采用较长光纤,因此腔长也就较大,这使得采用常规调技术很难获得较短脉冲宽度,因此影响输出激光峰值功率,并进而影响加工效果。技术关键拟采用主振放大结构光纤激光器方案,利用短脉冲工作小功率种子光纤激光器作为信号源,采用多级放大技术原理,实现短脉冲高功率激光输出。将就最佳参数条件获得开展深入基础研究。内容高功率光纤激光器中非线性光学现象消除技术由于项目可行性报告立项背景和意义。激光技术发展自世纪六十年代激光问世以来,已经极大地改变了现代人思想观念和生活质量。大功率光纤激光作为种特殊光源,近几年来其发展势头之猛,已经远远超出人们当初想象......”。
8、“.....即作为精密微加工应用激光光源和激光频率变换系统泵浦光源开展工作,研制高品质高功率脉冲光纤激光器,特别是线偏振输出高功率脉冲光纤激光器。随着科学发展和社会进步,高效环保精密绿色加工正在从概念走向现实。作为种蓬勃发展高新技术,激光加工技术近年来已经在各方面显示绿色加工特有优势,如采用高功率二氧化碳激光器金属切割焊接,采用高功率激光器钻孔刻划打标等等,都在所应用领域极工作背景,与国际知名研究中心建立有较好合作关系,这在定程度上也将推动项目顺利开展。项目组充分掌握高功率光纤激光器光纤端面处理所必须技术,拥有相关端面抛光和检测设备,完全有条件开展实用化高功率光纤激光器研制及其产业化工作。图为申请者近期研制主振放大模式高功率脉冲光纤激光器原理示意图,在工作波长为半导体激光器泵浦条件下,已经获得功率波段脉冲光纤激光输出图,其重频为,脉宽为,光束质量极好,光束质量因子优于见图激光光斑测试结果,光谱输出带宽约,并很好地抑止了受激喇曼散射和受激布里渊散射......”。
9、“.....泵浦个高效光参量振荡器系统,在泵浦条件下,获得了近输出,斜效率达到了,充分说明了所研制光纤激光器高光束质量图申请者近期研制高功率脉冲光纤激光器原理图图申请者近期研制高功率脉冲光纤激光器远场光斑测试图图申请者近期研制高功率脉冲光纤激光器输出功率与泵浦功率关系图项目参加单位之是多年开展固体激光器制作与应用相结合高新技术企业,项目参加单位之二主要业务是各类光电子激光器件生产与开发,两个单位均具备良好激光器研制与应用基础,具有市场化推广能力,并对相关技术发展表现出强烈参与积极性,能提供相应配套条件,对光纤激光器实用化与产业化将起到重要作用......”。
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