光纤激光器的历史及发展
发布人:新特光电 时间:2019-03-13 关注:
      激光是20世纪的重大科技发明之一,英文名“Laser”,1964年钱学森建议中文名为“激光”。激光的科学原理“受激辐射”是爱因斯坦1917年提出的,其实挺简单的,高中物理知识就能理解。
      爱因斯坦指出,处于高能级E2的粒子,当频率为 V=(E2-E1)/h的光子入射时(h是普朗克常数),粒子会以一定概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这叫受激辐射。
      看出厉害了不?一个光子变出另一个完全一样的了,这两光子接下去会干啥?没错,这两个又去找别的粒子开火,变成四个了。这个过程就象核爆炸链式反应,光子数量迅速增加,相当于原来的光信号被放大了。“Laser”其实是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。
      这是爱因斯坦提出的又一个诺贝尔奖级别的理论成果,但是直到他去世5年以后的1960年,激光器才做出来。为啥要这么长时间?因为爱因斯坦论文中同时提出的“受激吸收”。光子可能碰上E1能级的粒子,把它变成E2能级,自己消失了,所谓的链式反应也就没了。
     一般材料都是受激吸收的粒子多于受激辐射的粒子(低能级E1的多于高能级E2的),所以光通过强度不会放大反而会降低。要产生激光,关键条件是“粒子数反转”,高能级粒子多于低能级粒子。但这个其实也没那么难,回头看1930年代物理学家们就有能力做出来。
     1960年美国做出激光器后一年,中国马上就由王大珩院士领头在1961年做出了中国第一台激光器(王老2011年去世,刚被选为改革先锋100人之一)。只是1930年代科学家对光学理论与技术不够融汇贯通,没想到去做,别的重大发现很多。这让激光的发明过程多少有一些曲折离奇,是“Maser”(微波放大器)先搞出来,才做出了“Laser”。
      1964年因为激光和汤斯同时获得诺奖的是两位苏联物理学家,尼古拉·巴索夫和亚历山大·普罗霍罗夫。那年头苏联物理学家也非常厉害,巴索夫提出的半导体激光器发展出了后来的神器:光纤激光器。
       高功率单模连续激光器设计紧凑,光纤传输,衍射极限光束质量,最高输出功率可达500W,脉冲激光器设计紧凑,光纤传输,衍射极限光束质量,最高输出功率可达100W。
       10-100W调Q脉冲光纤激光器系列是工业级打标及微加工激光器。该系列脉冲激光器具有高峰值功率、高单脉冲能量、光斑直径大小可选的特点,能广泛应用于非金属、具有高反特性的金、银、铜、铝及非高反材料不锈钢等材料的打标、精 密加工、图文雕刻等领域,其在打标应用工艺,相比传统激光器成本更低廉,性能更稳定。
      在激光面对的市场,工业激光设备在取代传统加工设备,光纤激光器在取代传统激光器,整个行业看上去一片光明。但是中国公司已经占领了低功率市场,成本降得无法理解。从前苏联传下来的半导体激光技术发展成了光纤激光器,因为中国的巨大需求与降成本推广兴盛起来。这个市场未来会变成什么样,没有人知道。
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