通过频谱束组合克服天博体育app下载掺杂纤维激光器中的输出功率屏障

Fraunhofer光学与精密工程研究所（IOF）站在光子学，精确力学和光学技术领域的尖端研究和创新的最前沿。 Fraunhofer iof位于德国耶拿，是一家历史悠久的光学科学枢纽，专门针对工业，科学和社会挑战开发高级解决方案。该研究所着重于跨学科的合作，在创建定制的光学系统，天博体育app下载技术和测量解决方案方面表现出色，以设定效率，精度和可扩展性的基准。作为著名的Fraunhofer学会的一部分，IOF桥接了学术研究与工业应用之间的差距，推动技术进步并促进了全球的经济增长。

研究所激光和纤维技术部的科学家FriedrichMöller着重于高天博体育app下载激光系统的缩放。他和他的同事们基于开发了激光器Thulium（天博体育app下载）掺杂纤维通常可以在1850-2100 nm的光谱范围内发射光，这为像医疗程序一样多样化提供了与聚合物处理以进行自由空间通信的应用。

挑战

天博体育app下载掺杂光纤激光器在一系列应用程序中都具有显着优势，但是，扩展这些激光器的平均输出功率仍然是一个持久的挑战。

天博体育app下载掺杂的纤维激光器通常在790 nm处泵送，在操作过程中会产生大量的热负载。这种热量会损害纤维的引导特性，从而导致横向模式不稳定性（天博体育app下载I）和潜在的纤维损伤。在近十年的时间里，这些问题限制了近二级限制的天博体育app下载掺杂纤维激光器的输出功率约为1 kW。突破这种电源天花板的同时保持光束质量和操作效率为推进技术带来了关键的挑战。

解决方案

解决功率缩放限制所需的创新策略来管理热量和新颖的高性能组合光学元件，所有这些都旨在保持出色的光束质量。该解决方案涉及开发双晶光光束组合（SBC）系统，能够整合多个高性能天博体育app下载掺杂纤维放大器的输出。

以三个定制设计的KW级天博体育app下载掺杂的纤维放大器为中心，每个方法都以针对高大气变速箱优化的特定波长运行。这些放大器合并连贯的nutdfLMA-TDF-25P/400-M纤维，设计用于高效操作。

横梁的双晶状配置结合了最小化天博体育app下载带宽的要求，以确保几乎衍射受限的光束质量。 SBC系统的核心是由德国耶拿（Jena）的弗劳恩霍夫（Fraunhofer）光学与精密工程研究所（IOF）开发的新型反射光栅。这些光栅旨在随机输入极化，达到了94％以上的衍射效率，使精确的光谱束组合具有90％的整体组合效率。

结果

此高级SBC系统的实现产生了突破性结果：

•破纪录的输出天博体育app下载：组合输出天博体育app下载达到1.91 kW，代表了一个重要的里程碑天博体育app下载掺杂光纤激光性能。

•远光灯质量和效率：每个放大器都交付了单模，无天博体育app下载I的无天博体育app下载I输出功率超过700 W，放大效率约为60％，光谱线宽低于115 pm。

•可伸缩性：双格晶格系统显示出超过平均输出天博体育app下载20 kW的可伸缩性潜力。热性能指标表明，合并光栅时的低热坡度为6.8 k/kW，强调了其对要求高天博体育app下载应用的适用性。

这项成就为天博体育app下载掺杂的纤维激光技术进一步进步建立了一条清晰的途径，为他们在下一代医疗，工业，工业和国防系统中的部署提供了释放机会，需要高力量和非凡的光束质量。

参考：

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