中红外光纤泵浦合束器在轻量化先进制造领域获得新突破

    在激光医疗技术领域，精准、微创、低能量治疗技术的发展一直是研究的热点。最近中红外光纤泵浦合束器迎来创新研究，这项研究不仅推动了激光医疗技术的进步，也为轻量化先进制造领域带来了新的突破。

 


    泵浦合束器的创新设计
    该泵浦合束器的设计基于对石英光纤和掺铒ZBLAN（ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF）光纤进行侧面抛光的技术。这种设计使得泵浦光能够有效地从石英光纤传输到氟化物光纤，为激光医疗技术提供了更为高效的能源传输方案。


    表面质量对性能的影响
    研究指出，表面质量是影响泵浦合束效率的关键因素。通过精确控制抛光过程，石英光纤和氟化物光纤的抛光表面宽度分别优化至111μm和352μm，以达到最佳耦合效率。显微镜图像清晰展示了抛光后光纤的表面状态，为进一步的优化提供了直观的参考。


    泵浦合束器的性能测试
    为了验证耦合效率，研究团队引入了980nm波长、最大功率12W的多模激光二极管发出的光，并在三个光纤输出端监测功率。测试结果表明，泵浦合束器在不同发射功率下的瞬时耦合效率几乎保持恒定，达到了75%，显示出合束器在稳定运行的激光功率范围内具有良好的性能一致性。


    激光腔中的工作表现
    进一步的测试中，研究人员将泵浦合束器应用于激光腔中，观察其工作表现。当泵浦功率约为2.9W时，激光输出波长位于2.73μm，最大功率达到100mW，对应效率为3.6%。随着泵浦功率的增加，激光输出峰值移至2.78μm，功率升至870mW，效率提升至15.5%。


    这项研究成功设计了一种新型中红外光纤泵浦合束器，实现了接近80%的耦合效率，总损耗低于0.65dB。这种合束器不仅在2.8μm波长下展现了优异性能，而且其连续波操作的平均输出功率达到了870mW，效率为15.5%。实验结果表明，该泵浦合束器能够适配多种腔体设计，为全光纤激光器的实现提供了可靠的技术支持。
    此外，这种合束器依赖倏逝场耦合原理工作，不受光谱范围的限制，且侧面抛光光纤技术不仅适用于特定泵浦波长，还可用于多波长组合。尽管当前设计在多泵浦端口集成方面存在局限，但它成功解决了石英与氟化物光纤兼容性的难题，为开发低损耗、可调谐的氟化物基光学耦合器奠定了重要基础。

创建时间：2024-12-18 10:01
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