976nm泵浦源的幾個優勢

976nm泵源使用技術的日趨成熟

以往製約976nm泵浦源工業應用的原因主要還是增益光纖在976nm波段的吸收譜較窄;在工作環境溫度變化時,泵浦源中心波長的漂移造成增益有源光纖吸收率大幅變化,容易導致光纖激光器整機輸出功率不穩定。在熱管理技術不夠成熟的過去幾年,開發者多采用吸收峰較寬、但吸收效率更低的915nm波段,來降低環境溫度的影響。采用976nm泵源方案對激光器的熱管理設計有非常嚴格的要求,因此,在過去幾年隻有國外少數和國內極少數光纖激光器廠家在量產工業激光器中使用976nm泵源方案。

不同的是,近年來國內光纖激光器廠家在熱管理技術方麵逐漸成熟,工業水冷機進行的強製水循環冷卻方式已經完全滿足了光纖激光器對泵浦源溫度控製的要求。目前國內已有多家光纖激光器製造商使用長光華芯的976nm泵源,實現了中低光纖激光器的批量生產供貨,高功率激光器的小批量生產供貨,並在終端客戶處的表現良好。所以,目前來看,使用976nm泵源方案已不存在技術上的應用障礙。

976nm泵源在中低功率光纖激光器上的成本優勢體現

隨著國內光纖激光器企業的技術發展成熟,國產激光器市場占有率穩步提升,尤其是中低功率光纖激光器,已基本實現國產化替代。隨著中低功率光纖激光器的產品同質化日益嚴重,市場競爭日漸激烈。進入19年以來,已經全麵進入價格競爭階段,光纖激光器的成本麵臨巨大的市場挑戰,如何降低成本,不少光纖激光器廠商將目標投向976nm泵源。976nm泵源較高的光光轉換效率可以有效降低泵源的成本代價。以1500W光纖激光器為例,976nm泵源相比915nm泵源高出約10%電光效率,將直接節約235W的泵浦源功率,大幅度節約光纖激光器製造成本的同時,也為光纖激光器的終端用戶節省了約11%的電力消耗費用,有效幫助中下遊用戶建立起市場競爭優勢。

高功率光纖激光器976nm泵源技術與成本的雙重優勢

目前國內高功率光纖激光器需求依然依賴進口,市場供不應求,麵對巨大的市場缺口,國內不少技術領先光纖激光器廠商紛紛將目光投向高功率光纖激光器的研發生產,並有不少有實力的廠家在技術上正不斷追趕甚至超越國際一流光纖激光器廠商。

借此,高功率光纖激光器的泵浦方案被重新評估。以往使用915nm波段的半導體激光器作為泵浦源,受益於915nm波段較寬的吸收譜,激光器整機受溫度影響較小,但在915nm波段增益有源光纖的吸收效率低,為達到整機光纖激光器更高功率的輸出,在技術上要求使用更高的915nm泵浦功率和更長的有源光纖,這將導致開發者不得不麵對增益光纖非線性效應、光光效率損失、熱管理難度增加、單位瓦數成本上升等諸多困難。當輸出功率超過一定水平時,915nm泵浦方案將變得極為複雜而最終失效。

使用976nm波段泵浦方案將很好的解決915nm波段泵浦方案的上述困難。增益光纖對976nm波段吸收效率是915nm波段的2-3倍,更高的吸收效率,意味著需要的增益光纖更短,隨之帶來的非線性效應降低等一係列的技術優勢得以體現,同樣也節約了部分增益光纖的材料成本,加之光光效率帶來的成本優勢(976nm波段泵源比915nm泵源高約10%的光光效率),976nm泵浦方案在高功率光纖激光器上的成本效益進一步得以體現。

當熱管理不再成為製約976nm波段泵浦方案的障礙,976nm泵浦技術的技術與成本雙重優勢得以體現。



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