半导体直接泵浦3kW超宽温运行光纤激光器OA
LD-directly-pumped 3 kW fiber laser operating in an ultra-wide temperature range
高功率宽温运行光纤激光器因环境适应性优异,在诸多特种作业领域具有广泛应用前景.本课题组近期成功研制出输出功率达 3 kW的超宽温运行光纤激光器.该激光器采用半导体直接泵浦振荡放大一体化光路结构,并在-50℃至+50℃的超宽温度范围内完成了系统测试.测试结果表明:在全温域范围内,激光器均可实现不低于 3kW的稳定输出;最高输出功率出现在-30℃附近,达到约 3.6 kW;全温域光-光转换效率均高于 65%,峰值约 73%;光束质量 M2 为 1.35.这是首次采用振荡放大一体化结构在超宽温范围内实现 3 kW级功率输出的光纤激光器,为复杂环境下全地域、全天候作业提供了关键技术支撑.后续工作将聚焦于进一步提升输出功率、转换效率与系统稳定性,并推动其实际应用落地.
[Background]High-power,wide-temperature-range fiber lasers offer exceptional environmental adaptability,making them highly promising for a wide range of specialized applications.Over the past few years,our research group has successively developed 1 kW and 2 kW fiber lasers capable of stable operation over a wide temperature range from-50℃to 50℃.[Purpose]To achieve fiber lasers capable of wide-temperature-range operation with higher power and higher conversion efficiency,our research group carried out the work shown in this paper.[Methods]In this work,the optical architecture of the fiber laser was optimized by adopting the oscillator-amplifier-integrated configuration to enhance conversion efficiency.Meanwhile,the length and coiling parameters of the gain fiber were carefully designed to achieve single-mode output.[Results]The experimental results show that stable laser output of no less than 3 kW is maintained throughout the entire temperature range;the maximum output power reaches approximately 3.6 kW near-30℃.The optical-to-optical conversion efficiency remains above 65%across the full temperature range,with a peak value of about 73%.The beam quality M2 is measured to be 1.35.[Conclusion]This marks the first demonstration of a 3 kW-class fiber laser employing an oscillator-amplifier-integrated structure operating over such a wide temperature range,providing key technical support for all-terrain,all-weather operations in complex environments.Future work will focus on further improving output power,conversion efficiency,and system stability,as well as promoting its practical application.
王鹏;耿翔;张汉伟;史尘;王小林;陈金宝;王力;张坤;陈子桐;杨明烨;吴函烁;叶云;奚小明
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073||国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073||国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073
数理科学
掺镱光纤激光器宽温运行振荡放大一体化结构
Ytterbium-doped fiber laserultra-wide temperature operationoscillator-amplifier integrated structure
《强激光与粒子束》 2026 (11)
1-3,3
国防科技大学自主科研项目(202301-XXGC-XX-045)
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