近些年，光纖激光器已經為工業應用領域發展最快的方向，正逐漸搶占傳統激光器市場。為此，國內外在光纖激光器開發方面異常活躍。與此同時，各種新型光纖激光器產品也是層出不窮。國內在光纖激光器領域發展迅速，除了在光源及設備領域不斷完善，上游合成材料及器件也取得了很多突破，正逐步打破國際技術壁壘。而在高精尖的激光武器方面，以美國為代表正逐漸推進高功率光纖激光器在軍事領域的應用。接下來，OFweek激光網編輯將帶你回顧2015年度國內外光纖激光器領域所取得的相關進展情況。

　　一、國內篇：

　　1、武漢銳科“4kW全光纖激光器”通過國家工信部項目驗收

　　2015年11月16日，武漢銳科承擔的科技重大專項“4kW全光纖激光器”課題通過了由工信部組織的項目技術驗收。

　　工信部專項辦領導及專家組組長北京航空制造工程研究所鞏水利教授等一行10人參加了本次驗收會議。閆大鵬博士作為課題負責人，與各子課題負責人分別匯報了任務完成及成果應用情況。驗收專家組通過對4kW全光纖激光器生產現場和應用示范單位的考察及質詢討論，對課題的完成給予了肯定。專家組認為項目成果達到國際先進水平，關鍵技術指標超過國內同行業水平，達到了項目課題預期要求，且項目產業化推廣成果顯著，為國家相關行業發展帶來了較大的經濟效益和社會效益，一致同意通過該課題的技術驗收。

　　4kW全光纖激光器項目的成功驗收，標志著銳科在該領域打破了國外壟斷，對中國激光產業鏈激光核心器件的研發及規模的提升有很大的推動作用，同時為相關行業對高功率光纖激光器量產化的需求提供了保障。

　　2、上光所摻鐿拉曼光纖放大器獲新突破

　　拉曼光纖激光器已經能夠達到幾百瓦的功率水平。然而在拉曼光纖中，波分復用（WDM）組件通常對泵浦和種子激光進行合束，從而使該組件成為實現更高功率的瓶頸。同樣地，用于泵浦1178nm拉曼光纖放大器（倍頻至589nm，用于自適應光學望遠鏡在上層大氣中產生鈉導星）的1120nm鐿（Yb）光纖激光器，也深受放大自發輻射（ASE）和1060nm處寄生激光的影響，嚴重限制了1120nm光纖激光器的輸出。

　　為了解決這些問題，并創建高功率1120nm光纖激光源，中國科學院上海光機所（SIOM）的研究人員已經開發出了一種集成的摻鐿拉曼光纖放大器（YRFA）架構，解決了拉曼光纖激光器和/或長波長摻鐿光纖激光器的功率提升問題。放大器采用一段摻鐿光纖、其后跟隨一段拉曼增益光纖的結構，兩段光纖均采用雙波長激光器作為種子源，以避免寄生激光和對波分復用組件的需求。

　　目前，摻鐿光纖激光器可以產生千瓦甚至數十千瓦的衍射極限輸出，通常使用主振蕩器功率放大器架構。通過利用雙波長激光器取代主振蕩器，以及在功率放大器的末端增加拉曼光纖段，YRFA實現了完整的架構；研究人員認為實現高于千瓦級的拉曼光纖激光器是可能的。

　　“事實上，我們最近已經獲得了波長為1120nm的千瓦級拉曼光纖激光器，”上海光機所的激光技術研究員馮衍說道，“我們提出的激光器結構允許進一步提升拉曼光纖激光器的功率，并且由于拉曼光纖激光器的波長多樣性，其幾乎具備在1~2μm的任何波長處輸出高功率激光的能力。”

　　3、暗孤子光纖激光器重復頻率已達280GHz

　　江蘇師范大學和新加坡南洋理工大學的研究人員，在長期開展暗脈沖激光理論與實驗研究的基礎上，提出了一種全新的產生超高重復頻率暗孤子的激光運行機制。研究表明，這種新的運行模式通過光纖激光器的腔致調制不穩定性可以提高暗孤子的重復頻率，通過控制泵浦功率可以調節激光器的重復頻率，目前重復頻率已達280GHz，并且有望進一步提升暗孤子的重復頻率至太赫茲量級，從而為多個科學領域提供更為有效的研究手段。

　　亮脈沖和連續波（CW）作為激光器的兩種基本操作狀態已為大家所熟知，暗脈沖作為激光器的第三種基本操作狀態從70年代末才被人發現并對其進行研究。當光脈沖在光纖中傳播時，由于非線性和色散效應的競爭性共同作用，光脈沖在光纖中傳播時可以保持形狀不變，人們稱這種脈沖為"孤子"。當孤子峰值功率高于背景時，此類孤子稱為"亮孤子"；當孤子峰值功率低于背景時，此類孤子稱為"暗孤子"。由于光孤子的傳播不變特性以及光孤子脈沖的極窄化，孤子通信一直被認為是下一代通信系統的首選對象。孤子可以在光纖激光器中產生，孤子光纖激光器從一誕生就作為孤子通信的理想光源而備受關注。理論和實驗研究表明：與亮孤子相比，在有噪聲的情況下暗孤子的傳輸更加穩定，受光纖損耗時其脈沖展寬得更慢。同時，影響亮孤子應用的許多其他因素，如放大器的定時抖動及脈沖內拉曼散射等，對暗孤子的影響也更小。暗孤子對噪音和光纖傳輸損耗比較不敏感，因此是光通訊的未來之星。

　　江蘇師范大學的研究小組在工作波長為1580nm附近的摻鉺光纖激光器中利用調制不穩定性與腔的共振效應實現高重復頻率的暗脈沖光纖激光輸出，同時發現泵浦功率可以有效地調控暗脈沖重復頻率。從而大大提升暗孤子的重復頻率。該新機制為暗孤子光纖激光器應用于孤子通信奠定了相關的實驗基礎，并為研究激光器的基本操作狀態提供了一種全新的可控光源，在超快光學調控領域有著廣泛的應用前景。

　　4、大族激光加快光纖激光器產業化

　　近日，大族激光發布公告稱，公司計劃以不低于30元/股的價格，向不超過10名特定投資者非公開發行不超過1.75億股股份，募集資金總額不超過52.28億元，這些資金用于高功率半導體器件、特種光纖及光纖激光器產業化、工業機器人關鍵技術研發中心等4個項目。

　　其中，用于高功率半導體器件、特種光纖及光纖激光器產業化項目占本次募集總資金的35%。該項目的實施主體為本公司，用于建設高功率半導體器件、特種光纖及光纖激光器產業化生產線，主要產品包括高功率半導體器件、特種光纖及三大系列光纖激光器（包括小功率光纖激光器、中功率光纖激光器和高功率光纖激光器）產品。其中高功率半導體器件主要作為本項目光纖激光器的原材料，部分對外銷售；特種光纖全部作為本項目光纖激光器的原材料，不直接對外銷售；三大系列的光纖激光器主要作為原材料用于生產激光加工設備后對外銷售。本項目重點在于打造光纖激光器從激光器到激光設備的整條產業鏈。

　　5、高功率光纖激光器核心光柵打破國際禁運

　　上海光機所偏振無關合束光柵的研制取得突破進展。中科院強激光材料實驗室在國內率先研制出偏振無關全介質合束光柵，所研制的50mm×50mm光柵在無偏激光1040nm-1070nm范圍內衍射效率達到94%以上，可承受功率達到數千瓦。

　　基于強激光薄膜的工藝基礎和光柵設計基礎，上海光機所科研人員結合強激光薄膜的制作工藝、靈活的光柵結構設計，巧妙地提高了光柵制作各環節的制作容差，實現了我國偏振無關全介質合束光柵研制的突破。

　　高功率光纖激光器合成技術已成為國際上的研究熱點，其中非相干光譜合成是近期發展迅猛的合成方式，其核心元器件即為偏振無關全介質合束光柵，全世界唯有供給美國Lockheed Martin公司的利弗莫爾實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory）及先進薄膜中心（Advanced Thin Films）合作研制成功的全介質百層超低損耗的全介質合束光柵（引自：2014 R&D 100 Awards in America，“The Power of Combined Laser Light”）的應用報道，且對我國禁運

方圓激光

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