直接泵浦是一种将泵浦光直接输入有源光纤并输
作者:VSport  日期:2025-12-15  浏览:  来源:VSport体育

直接泵浦是一种将泵浦光直接输入有源光纤并输出特定波段激光的泵浦方式。常见做法是将9xx nm波段的泵浦经有源光纤放大后输出1064、1070、1080 nm等波长的激光。该方法在科研和工业激光器中应用广泛,但会产生量子亏损,将泵浦功率以热量形式释放,影响器件的可靠性与功率提升的上限。

泵浦波长对量子亏损的影响明显。若以975 nm泵浦激发并输出1070 nm激光,电子跃迁的量子亏损约为9%;若以915 nm泵浦输出1070 nm,则亏损约为14%。由此可见,976 nm附近的泵浦在能量利用效率上具有显著优势,能够降低总体热负荷与运行成本。

随着高亮度泵源与水冷散热系统的发展,高功率激光器普遍采用水冷散热,以实现更精准的温控,抑制激光器泵浦源的波长漂移,提升泵浦吸收效率。目前,高功率光纤激光器多采用976 nm泵源,既提高了器件效率,也降低了单位功率的成本。相比温控稳定的条件下,976 nm泵浦在综合性能上更具优势。

976 nm泵浦并非新技术。早在上世纪中后期,915 nm与976 nm的泵源就已用于激光器的泵浦;至2004年,976 nm泵浦已能实现千瓦级输出,技术相对成熟。国内多数工业激光器厂家在近年将976 nm泵浦确立为主流,发展至今这已成为常规技术,尤其满足对激光器有特殊要求的科研用户群体。如今市售的高功率激光器对泵浦光纤而言,温度漂移系数往往能够控制在很小范围内,泵浦光纤数值孔径也在持续优化,从早期约0.22降至约0.15甚至0.13,为实现更高输出功率提供了条件,并有助于更高效的光束耦合与合束VSport

除了泵浦波长的选择,泵浦技术本身也在不断发展。例如,存在采用976 nm泵浦输出孔径数值孔径约0.07的有源光纤,先输出高亮度的1018 nm激光,再将其作为泵浦光输入1064、1070、1080 nm等波长的同带泵浦技术。该思路可显著降低量子亏损带来的热效应,已在部分工业产品中得到应用。国内在同行业的研究也不少,但目前尚未形成广泛的主流应用。

此外,行业内还探索多种泵浦方式的组合与拓展,如从单向正向泵浦演进到反向泵浦、正反向同时泵浦、915 nm与976 nm双波长混合泵浦、以及侧边泵浦等新型方案。泵浦光源与同带泵浦等技术的不断改进,正在推动高功率激光器的稳定性、效率与成本效益进一步提升。