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。

6、上光所首次提出稀土離子摻雜的軟玻璃全固態光纖概念

具有高損傷閾值和非線性閾值以及良好散熱能力的大模場光子晶體光纖(PCF)一直是國內外研究的重點。中國科學院上海光學精密機械研究所在國際上首次提出了稀土離子摻雜的軟玻璃全固態光纖概念。該方案利用低折射率的玻璃取代了空氣孔，避免了空氣孔的存在帶來的缺陷，使得全光纖激光器成為可能，同時軟玻璃的使用也顯著地提高了光纖的泵浦吸收率和非線性閾值。上海光機所利用自行制備的6wt% 鐿摻雜的高質量磷酸鹽玻璃，利用管棒法和堆積法相結合的方法，首次成功制備了纖芯直徑為17微米的單模輸出、保偏的磷酸鹽全固態光子晶體光纖，在～40cm的光纖中實現了13.8W的激光輸出，同時通過改變光纖對稱性，實現了該種光纖的保偏性能，保偏度達80%。

由于石英光纖物化性能穩定、傳輸損耗低、軟化點高等特點，目前的大模場光纖的研究重點主要集中在石英光纖。但是，石英光纖其稀土溶解度低，非線性閾值低，使得其泵浦吸收率很低，同時在高功率輸出時非線性效應明顯，嚴重影響光纖激光器功率的進一步輸出。目前大部分的石英PCF中的構成光子晶體排布的低折射率棒由空氣構成，這不但使得該種光纖制備和保存復雜，成本高，又由于空氣的導熱性差，使得該種光纖在高功率時產生模式不穩的現象，影響其光束質量的穩定性。同時，空氣孔的存在使得其很難與包括泵浦源在內的傳統的尾纖輸出的設備熔接，導致全光纖激光器無法實現。上海光機所研制的全固態光子晶體光纖提出了一種新結構的大模場光纖，成功解決了多空光纖難焊接、散熱差、難實現全光纖激光器等缺點。

7、中國第一部光纖激光器行業標準發布

由武漢銳科牽頭起草的中國第一部光纖激光器行業標準，將于今年正式發布。

今年6月18日，由武漢銳科牽頭起草的《光纖激光器總規范》，在北京通過了中國機械工業聯合會的最后審查，進入待發布狀態。“這是我國首部光纖激光器行業標準，這一標準的發布實施，有利于推動我國光纖激光器產業發展。”武漢銳科光纖激光技術股份有限公司總經理楊宏源表示。

二、國外篇：

1、瑞士科學家研發2μm摻銩光纖激光器

瑞士科學家成功獲得 2μm 波長的摻銩光纖激光器，此類型激光器通過簡單而且廉價的結構，便消除了對昂貴的隔離器和放大器的依賴。通過設計簡潔新奇的 THETA 諧振腔結構，使得光在光纖內能夠錯向傳輸，實現激光單向傳輸。此種方法不僅價格便宜，而且能夠獲得比同類激光器更高的輸出功率。

2μm 波長的激光器是其投入應用的關鍵技術。水中 O-H鍵的第一振蕩頻率的吸收波長在 1.92-1.94μm 范圍，這使得 2μm 波長技術能夠用于“無血”的激光手術，其中水分子在組織分血液中能夠縮小切口且快速凝固。大氣中 H2O、CO2 以及 NO2的多重吸收線也位于這個區域，給氣象學、環境科學以及農業科技帶來巨大的潛力。除此之外，在自由空間通信、材料加工以及光譜測量也有一定的應用。

目前，2μm 波長區域的其他光纖激光器昂貴且笨重，需要光隔離器才能實現光的單向傳輸。而瑞士洛桑聯邦理工學院的光子系統實驗室的電氣工程教授 Camille-Sophie Brès 及其博士生 Svyatoslav Kharitonov，利用一個環形纖維空腔 THETA諧振腔，在一個S 形的反饋中引入了不可逆的損失。隔離器通常是采用笨重的法拉第旋轉和一個45°正交偏振器來抑制光的后向傳輸，而 THETA諧振腔通過間接地結構變實現了這種功能。

該設計在空腔中還包括了一個非線性放大鏡保證了發射光譜的窄線寬，在1900nm-2050nm 波段范圍內，產生的激光束能維持子瓦級的輸出，同時線寬只有0.2nm。研究人員表示將繼續優化激光器以實現高質量且穩定的激光輸出。

2、俄羅斯科學家研制出最長光纖激光

俄羅斯科學院西伯利亞分院自動化和測電學研究所與英國伯明翰阿斯頓大學合作，研制出全球最長的光纖激光，有300公里。

學者們確認，要想讓光纖在傳輸波長1.5微米的光波時損最少，300公里已是極限。該研究所副所長、光纜實驗室主任謝爾蓋·巴賓解釋說，激光就像是兩個平面之間的加強型環境，“一旦長度超過300公里，定波就無法形成，因為波形分散，無法抵達終點”。

學者們打算把該超長光纖激光用于遠距離信息傳輸，屆時就無需使用光學增強手段了。他還可應用于信息編碼、提高建立在光學反射基礎之上的感應系統的靈敏度及作用距離。

在弱渦流效應的研究方面，該激光也大有可為，因為過去只能通過流體動力系統和等離子體來研究。

該研究所于2002年開始從事光纖研究，但已取得了若干舉世矚目的重大成就。在純光纖系統中改變激光震蕩波長的項目中，他得到了全球最大的變距范圍。

3、通快拿下JK Lasers 重點布局光纖激光器市場

4月15日，通快公司與GSI集團聯合宣布：通快公司旗下的光纖激光器制造商SPI即將正式收購JKLasers公司，后者也是一家位于英國光纖激光器制造商，收購價格為3150萬美元。

JKLasers公司位于英國Rugby，目前大約有100名員工，年銷售額1760萬美元。

JKLasers在激光行業擁有40年的經驗，屬于GSI集團旗下，近年連續推出了1000瓦至4000瓦的光纖激光器，另外還兼做Nd：YAGandCO2激光器。

4、弗勞恩霍夫研究所獲NKT Photonics授權光纖激光技術

位于德國的歐洲最大的應用科學研究機構弗勞恩霍夫應用光學和精密工程研究所(Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering)近日從丹麥的NKT Photonics公司獲得光子晶體光纖(PCF)的技術授權。

本次合作鞏固了兩家長期合作者之間的科研合作關系。弗勞恩霍夫計劃在2017年利用這項技術建立PCF設施，用于光學系統工程領域應用研究。NKT主要研發用于超連續譜光纖激光器的光子晶體光纖和超快光纖激光器。

“我們的目標是通過工業商品化推動PCF技術發展，我們相信建立伙伴和合作關系，是達到目標的最佳方法”NKT的CEO Jakob Skov表示，“在此領域擁有知識產權優勢賦予了我們責任，我們想幫助他人利用我們的技術取得成功。此前我們已授權給幾家公司，今天我們授權給弗勞恩霍夫，又踏出了重要一步。”

三、產品篇：

1、IPG公司GLPN-500-R榮獲2015年度Prism Awards大獎

近日，由國際光學工程學會(SPIE)頒發的Prism大獎2015年最終名單公布。獲獎產品包括移動醫療診斷和化學感應設備、開創性的可用于太陽能面板制造的激光器，以及新一代可實現下一代數據中心功能的接口。

一年一度的Prism獎項由SPIE主辦、為光子學創新而設立，用于鼓勵突破傳統理念、解決問題并通過應用光基技術、光學和光子學來改善人類生活的光子學新產品和新發明。評選結果由國際專家評委會決定，并由來自光子學行業領袖公司的頒獎者揭曉。來自全球的340名行業領袖、分析師、技術家及發明家參加了該頒獎典禮。

工業類激光器獲獎者：

IPG光子公司的GLPN-500-R，是一款500 W準連續綠光單模光纖激光器，將光纖激光器技術優勢延伸至高功率的可見光領域，具有卓越的電光轉換率和低成本。為從銅焊接到太陽能電池制造的工業生產應用提供了工業級的穩定性、卓越的光束質量和光纖傳輸的靈活性。

2、恩耐激光推出全新1kW光纖激光器

近日，nLIGHT恩耐激光公司正式推出一款全新1kW alta primeTM光纖激光器，其屬于nLIGHT新一代激光器生產平臺下的產品。nLIGHT alta primeTM，提供500W–1000W不同功率機型供客戶選擇，并且擁有領先的加工過程控制技術和產品性能，可應用于先進工業金屬切割和焊接領域。

nLIGHT alta primeTM光纖激光器提供業內最快的調制頻率和最短的脈沖上升下降時間，達到最好的工藝優化，擁有可編程的脈沖成形。除此之外，alta primeTM內置過程監控裝置，能有效改善精密加工并且進行實時質量監控。 通過nLIGHT恩耐工業領先的光纖二極管和光纖技術，nLIGHT alta系列光纖激光器具有無與倫比的高性能，可靠性和正常運行時間。

3、相干公司推出一體化千瓦級光纖激光器

相干公司最新推出的統一平臺化設計的千瓦級光纖激光器，將輸出功率擴展至4 kW以上。新的Highlight FL系列激光器采用相干公司特有模塊化構架，OEM用戶和系統集成商可選擇turn-key系統或購買模塊來搭建個性化的光纖激光器系統。模塊化的結構設計、專業的技術培訓以及品質保證，可以讓OEM用戶在全球獲得相干公司便捷的技術及售后支持，甚至可提供直接面向終端用戶的售后服務。所有功率的HighLight FL均可選擇光纖耦合輸出，以適用于切割和焊接多種金屬以及合金材料。HighLight FL系列激光器在業內率先實行“防反”保障設計，可實現更高量產和更低成本。

4、Rofin推出6KW光纖激光器

在今年的Euroblech展覽會上ROFIN展出了兩款輸出功率達6千瓦的激光器，分別是CO2板條激光器DC060以及光纖激光器FL060，功率級別的增加極大地擴展了其在工業激光切割市場范圍。

ROFIN光纖激光器高效、緊湊，由于采用模塊化和堅固的設計，它可以滿足惡劣工業環境的要求。FL060的標準版提供了一個外殼分離的設計便于光束管理，并提供多達四條光纖用于時間和能量共享。通過使用直徑為100微米到1000微米的光纖，光束質量可以理想地適用于特定應用。因此，光纖激光器成為工業生產的通用工具。

由于直接集成到現有機器的概念，ROFIN展出了非常小巧的機型FL040C高功率光纖激光器。具有4千瓦的輸出功率，FL040C采用50微米或100微米的光纖可作為多模激光器使用。通過使用直徑不同的光纖，光束質量可以理想地適合于特定應用。緊湊型的ROFINFL系列光纖激光器可提供的輸出功率在500--6000W之間。

5、科乃特推出低噪聲超窄線寬單頻光纖激光器

上?？颇颂丶す饨诔晒ν瞥隽说谝淮驮肼暢€寬單頻光纖激光器，適用領域包括聲波傳感系統，相干通信，激光雷達，石油天然氣勘探，邊界安全，測試計量，冷原子物理和科學研究等。

CoSF-1低噪聲超窄線寬單頻光纖激光器采用了上?？颇颂丶す獾膶＠夹g設計制作，"優化的行波腔"設計從根本上消除了線形腔中容易產生的"駐波"燒孔效應，獨特設計的全光纖型超窄帶濾波器用于選取和穩定單縱模，配合獨有設計的單偏振控制裝置進一步消除偏振燒孔效應，從而保證穩定的單頻、單偏振輸出。"優化的行波腔"技術使得更長的腔長成為可能，從而大幅度改善了光纖激光器的噪聲，提升了輸出功率。

CoSF-1低噪聲超窄線寬單頻光纖激光器擁有極其優秀的噪聲性能，光譜的邊摸抑制比超過55dB，自外差測試線寬結果可達1kHz，上?？颇颂丶す馓赜械膯纹窨刂萍夹g保證了CoSF-1具有穩定的線偏振輸出，輸出偏振消光比高達25dB以上。

6、天元激光推出納秒級MOPA光纖激光器產品

元激光(Skyeralaser)近期推出了納秒級MOPA結構光纖激光器系列產品。該產品基于直接調制的半導體激光器種子源系統，具有卓越的光束質量及性能穩定性。

本產品采用自主研發脈沖波形控制及濾波系統對半導體激光器進行直接調制實現脈寬可調的種子源系統，利用MOPA結構對種子源系統進行多級放大實現10W、20W平均功率輸出。該系統實現脈沖寬度和重復頻率獨立可調，脈沖寬度范圍5~200ns，在標準系統內置10款可調脈寬值，重復頻率范圍20~500KHz。放大后輸出脈沖光峰值功率可達10KW。

該產品采用25針通用插頭，適合OEM，具有極大的工作參數調節空間，獨特的抗高反設計使激光器可在高反材料長時間連續加工，是精密加工、劃線、太陽能/光伏領域、鉆孔及打標等應用領域的理想選擇。

7、Nufern推出兩款新型鉺鐿共摻光纖

Nufern公司宣布擴展其EyeSAFE 光纖產品線，推出兩款新的鉺鐿共摻光纖。這些新的產品提供了最先進的鉺鐿共摻玻璃組分技術以及Nufern專有的NuCOAT-FA低折射率涂覆層技術。

EyeSAFE 產品系列包含用于1550工作波段的鉺鐿共摻光纖，以及2um應用的摻銩和摻鈥光纖。這些最新的雙包層鉺鐿共摻光纖對寄生的1.0um波段ASE進行了優化抑制，保證了最高的泵浦效率和輸出功率。Nufern新的單模鉺鐿共摻光纖具有6um的光纖芯徑，是應用于低功率光纖放大器的理想光纖。新的多模鉺鐿共摻光纖具有10um芯徑和0.21的數值孔徑，可以實現超過10W的輸出功率以及極低的1.0um的ASE。

四、激光武器篇：

1、洛馬公司研60千瓦激光武器

洛馬公司正在大力投資激光器及制造技術，為美國陸軍制造車載60千瓦激光武器系統，還可能將激光武器裝備到F-35戰斗機上。

目前洛馬公司生產的60千瓦激光武器系統將安裝在美國陸軍的戰術車輛上。這種激光武器采用洛馬公司最新的模塊化光纖激光器，系統組裝更加靈活，有潛力擴展至120千瓦。

“事實上，這算得上是一種革命性技術，其優勢在于以光速投送力量，作戰靈活、精確、交戰成本低。”洛馬公司任務系統與訓練分部，激光傳感器和系統經理伊恩·馬凱尼稱。

洛馬公司正在研發新的激光器系統，以期未來可以安裝在不同的戰術平臺，如F-35戰斗機機。由于大量采用了商業技術，新型激光武器系統較傳統武器的經濟性更好。

據悉，絕大多數甚至所有作戰人員都承認對激光武器有很大興趣，激光武器是對抗集群威脅(如大量低成本的無人機、小艇等)的理想武器，但相關人員也承認，在某些情況下，常規武器的作戰效能更好。

2、波音研制10千瓦激光武器

波音公司正在為美國海軍陸戰隊研發一種緊湊型激光武器，其特別適合攻擊來襲炮彈、低速飛機、無人機等移動空中目標，甚至可以“橫掃戰場，摧毀光束所接觸的一切”。

據波音公司代表介紹，該系統被稱為“緊湊型激光武器系統”(CompactLWS)，可以拆分為四個組成部分，每個部分可由1-2名陸戰隊員攜帶。這4個部分分別為：電池(電源)、水冷裝置、商用光纖激光器、升級版光束指向器(比上一代減重40%)。

該系統總重約650磅(約合295千克)，可由一個8-12人的陸戰分隊運輸攜帶。LWS系統各部分可在15分鐘內組裝完畢，輸出功率最高可達10千瓦，并能夠根據任務需要調節輸出功率，從而實現獲取、跟蹤、識別或摧毀目標的功能，其射程可達22英里。這種武器特別適合跟蹤和攻擊移動的空中目標，如來襲炮彈、低速飛機和無人機等。

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