976nm泵浦源丨成本与技术的双重优势

本文摘要：近年来，工业光纤激光器市场发展快速增长，势头强大。国内中低功率光纤激光器市场竞争白热化，国产化替代日益了解，已全面转入价格竞争阶段，掌控成本沦为光纤激光器厂商参予市场竞争的最重要手段。高功率光纤激光器市场需求急迫，市场缺口可观，但其非线性效应诱导等可玩性较高、光纤激光器厂商于是以谋求新的解决方案。 随着工业光纤激光器对泵浦源的温度控制技术的成熟期，976nm波段泵浦源在工业光纤激光器上的应用于渐渐被市场接纳拒绝接受。

近年来，工业光纤激光器市场发展快速增长，势头强大。国内中低功率光纤激光器市场竞争白热化，国产化替代日益了解，已全面转入价格竞争阶段，掌控成本沦为光纤激光器厂商参予市场竞争的最重要手段。高功率光纤激光器市场需求急迫，市场缺口可观，但其非线性效应诱导等可玩性较高、光纤激光器厂商于是以谋求新的解决方案。

随着工业光纤激光器对泵浦源的温度控制技术的成熟期，976nm波段泵浦源在工业光纤激光器上的应用于渐渐被市场接纳拒绝接受。光纤激光器增益光纤对976nm波段泵源具备较高的吸取效率，需要有效地减少工业光纤激光器的生产成本与泵浦技术难度，不少技术领先的光纤激光器厂商争相将技术方案探讨到976nm波段泵浦方案，以期尽早获得更大的市场优势。比较915nm泵浦，976nm泵浦的应用于优势工业光纤激光器通过增益光纤（掺入镱光纤）构建从泵浦光到信号光的能量切换。掺入镱光纤在915nm和976nm波段不存在两个显著的特征吸取峰，915nm波段吸收系数比较较低，吸取序较宽；976nm波段吸收系数是915nm波段的2－3倍（如图1），但吸取序比较较宽。

图1掺入镱光纤吸取与激射光谱915nm／976nm泵浦激光器获取的泵浦光能量，分别与掺入镱光纤的吸取峰特征对应。以往较多的光纤激光器厂商用于915nm波段泵浦方案，原因在于掺入镱光纤在915nm波段较宽的吸取峰，需要校验较宽的光纤激光器温度控制范围带给的泵浦波长飘移，但915nm波段泵源较低的吸收系数带给了成本与技术应用于上的双重障碍，容许了光纤激光器高功率、低成本的发展趋势。976nm波段泵浦的光纤激光器，增益光纤对泵浦光的吸收系数更高。

据国内多家光纤激光器厂商简单对系统，976nm波段泵浦的光光效率可超过85％，而915nm波段泵浦的的光光效率为75％（如图2）。在完全相同的泵浦功率流经下，与915nm波段泵浦比起，使用976nm波段泵浦方案，光纤激光器的输出功率将高达13％，且976nm波段泵浦市场需求的增益光纤长度更加较短，必要减少材料成本的同时，也有效地减少了非线性效应，光光效率损失、热管理可玩性。但976nm泵浦对光纤激光器温度控制的拒绝更高。

图2915／976nm泵浦掺入镱光纤横效率对比976nm泵源用于技术的日益成熟期以往制约976nm泵浦源工业应用于的原因主要还是增益光纤在976nm波段的吸取序较宽；在工作环境温度变化时，泵浦源中心波长的飘移导致增益有源光纤吸收率大幅度变化，更容易造成光纤激光器整机输出功率不平稳。在热管理技术过于成熟期的过去几年，开发者多使用吸取峰较宽、但吸取效率更加较低的915nm波段，来减少环境温度的影响。使用976nm泵源方案对激光器的热管理设计有十分严苛的拒绝，因此，在过去几年只有国外少数和国内极少数光纤激光器厂家在量产工业激光器中用于976nm泵源方案。有所不同的是，近年来国内光纤激光器厂家在热管理技术方面渐渐成熟期，工业水冷机展开的强迫水循环加热方式早已几乎符合了光纤激光器对泵浦源温度控制的拒绝。

目前国内有数多家光纤激光器制造商用于宽光华芯的976nm泵源，构建了中低光纤激光器的批量生产供货，高功率激光器的小批量生产供货，并在终端客户处的展现出较好。所以，目前来看，用于976nm泵源方案已不不存在技术上的应用于障碍。976nm泵源在中低功率光纤激光器上的成本优势反映随着国内光纤激光器企业的技术发展成熟期，国产激光器市场占有率急剧提高，特别是在是中低功率光纤激光器，已基本构建国产化替代。

随着中低功率光纤激光器的产品同质化日益严重，市场竞争日益白热化。转入19年以来，早已全面转入价格竞争阶段，光纤激光器的成本面对极大的市场挑战，如何降低成本，不少光纤激光器厂商将目标投向976nm泵源。976nm泵源较高的光光切换效率可以有效地减少泵源的成本代价。以1500W光纤激光器为事例，976nm泵源比起915nm泵源高达大约10％电光效率，将必要节约235W的泵浦源功率，大幅节约光纤激光器生产成本的同时，也为光纤激光器的终端用户节省了大约11％的电力消耗费用，有效地协助中下游用户创建起市场竞争优势。

高功率光纤激光器976nm泵源技术与成本的双重优势目前国内高功率光纤激光器市场需求仍然倚赖进口，市场供不应求，面临极大的市场缺口，国内不少技术领先光纤激光器厂商争相将目光投向高功率光纤激光器的研发生产，并有不少有实力的厂家在技术上于是以大大追上甚至打破国际一流光纤激光器厂商。借以，高功率光纤激光器的泵浦方案被新的评估。以往用于915nm波段的半导体激光器作为泵浦源，获益于915nm波段较宽的吸取序，激光器整机不受温度影响较小，但在915nm波段增益有源光纤的吸取效率较低，为超过整机光纤激光器更高功率的输入，在技术上拒绝用于更高的915nm泵浦功率和更长的有源光纤，这将造成开发者被迫面临增益光纤非线性效应、光光效率损失、热管理可玩性减少、单位瓦数成本上升等诸多困难。

当输出功率多达一定水平时，915nm泵浦方案将显得十分简单而最后过热。用于976nm波段泵浦方案将很好的解决问题915nm波段泵浦方案的上述艰难。增益光纤对976nm波段吸取效率是915nm波段的2－3倍，更高的吸取效率，意味著必须的增益光纤更加较短，随之带给的非线性效应减少等一系列的技术优势以求反映，某种程度也节约了部分增益光纤的材料成本，加之光光效率带给的成本优势（976nm波段泵源比915nm泵源宽10％的光光效率），976nm泵浦方案在高功率光纤激光器上的成本效益更进一步以求反映。

当热管理仍然沦为制约976nm波段泵浦方案的障碍，976nm泵浦技术的技术与成本双重优势以求反映。

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