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中国实现高功率光纤激光器核心器件国产化

编辑:神军网更新时间:2017-02-23围观:


中国实现高功率光纤激光器核心器件国产化

资料图:我国研制的(6+1)*1高功率泵浦耦合器在中国电科11所顺利通过装机前的验收测试

日前,中国电科实现了高功率光纤激光器核心器件全国产化目标,标志着我国已具备了万瓦级固体激光武器的光源系统自主研发和生产能力,为高能固体激光装备的自主可控之路打下了坚实基础。

高功率泵浦耦合器是光纤激光器中的核心元器件之一,也是中国电科实现高功率光纤激光器及关键器件国内自主可控的关键元器件之一。顾名思义,泵浦耦合器的主要功能是将多根细光纤中的泵浦光耦合汇聚至一根粗光纤后输出更高功率的泵浦光,其工作原理犹如树木的根系一样:众多侧根将土壤中的水分输送并汇聚至主根后注入树干,主根与侧根的吸水、输水能力越强则树木能够获得的水分越多,从而枝繁叶茂。

高功率泵浦耦合器的主根与侧根均能够允许高功率的泵浦光通过,并将汇聚后的高功率注入下游激光系统,提升光纤激光器的功率水平。每个光纤激光器中有一个或多个泵浦耦合器,甚至多个型号的泵浦耦合器,这些大大小小、形形色色的根系从四面八方将能量一级级汇聚到光纤大动脉中,最终实现高功率、高亮度激光输出。高功率的激光从数百瓦至数万瓦不等,它们就像削铁如泥、无坚不摧的利刃,既能够胜任汽车、船舶、航空等领域的激光切割、激光焊接与激光打孔,也能在高能激光武器中大显身手,为高端制造业添砖加瓦,为国防事业保驾护航。

目前,国内高功率光纤激光器中的高端泵浦耦合器几乎被进口产品垄断,不但存在禁运、断供的风险,而且进口产品价格高、采购周期长、规格品种有限,技术性能指标也难以满足装备发展需求。

为摆脱对进口核心器件的依赖,中国电科提出了高功率光纤激光器中核心器件全面实现国产化的目标,由中国电科23所负责高功率泵浦耦合器的研制任务。

在短短半年内中国电科完成了近20项专题研究,攻克了泵浦光高效率耦合、抗高功率损伤以及高功率光纤器件散热封装及其通用性设计等技术难题,按时完成了项目研制目标,实现了合束器和泵浦耦合器等核心元器件的国产化,同时自主研发的泵浦耦合器泵浦光注入功率超过1200W,耦合效率最高达97%,达到国际先进水平。

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