5、單條寬發(fā)光區(qū)長壽命多模泵浦激光器
全光纖激光器的光路具有長期的穩(wěn)定性, 因此,需要與之匹配的長壽命泵浦激光器才能獲得整機(jī)的長壽命。發(fā)展低價格的長壽命多模泵浦激光器是發(fā)展長壽命光纖激光器的重點。研究表明,半導(dǎo)體激光器的 失效率與有源區(qū)光功率密度的m次方成正比,m的取值范圍在2~3之間;與有源區(qū)電流密度的n次方成正比,n的取值范圍在3~6之間;與有源區(qū)的溫度呈指數(shù) 依賴關(guān)系,其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
其中F為失效率,I為有源區(qū)的光功率密度,J為有源區(qū)的電流密度,EA為激活能,取值在0.4~0.7之間,KB為波爾茲曼常數(shù),T為有源區(qū)溫度。
可見,降低有源區(qū)光功率密度、電流密度和有源區(qū)工作溫度對降低失效率有顯著意義。單條寬發(fā)光區(qū)多模泵浦激光器就是根據(jù)這一原理而設(shè)計的一種長壽命半導(dǎo)體 泵浦激光器,其條寬一般取100mm,基本上已接近105/125多模光纖的纖芯直徑,其有源區(qū)條寬是列陣半導(dǎo)體激光器的幾十倍,對單一發(fā)光條來說,同樣 輸出功率和同樣注入電流情況下,其光功率密度和電流密度將降低幾十倍,有源區(qū)溫度也會有所降低,在忽略其他因素的前提下,單條寬發(fā)光區(qū)半導(dǎo)體泵浦激光器降 低失效率的作用是異常顯著的。目前尾纖輸出功率大于5W的單條寬發(fā)光區(qū)半導(dǎo)體泵浦激光器的平均無故障工作時間已經(jīng)達(dá)到50萬小時以上。
6、壽命長
從前面的討論我們已經(jīng)知道,采用單條寬發(fā)光區(qū)半導(dǎo)體泵浦激光器作為光纖激光器的泵浦源,全光纖激光器將具備長壽命的特點,因此,制作具有幾十萬小時的長壽命光纖激光器在技術(shù)上已經(jīng)可行。
7、體積小重量輕
全光纖激光器由于光路可盤繞,光路占用空間較小,在采用單條寬發(fā)光區(qū)半導(dǎo)體泵浦激光器做泵浦源的情況下,泵浦激光器可分散安裝,具有很好的散熱特性,在 安裝密度不高的情況下,采用風(fēng)冷即可,在安裝密度較高的情況下,只需少量通水即可滿足散熱要求,因此,全光纖激光器的體積比同樣輸出功率的氣體和固體激光 器系統(tǒng)更小,重量更輕。
8、輸出功率大
光纖激光器輸出功率在突破100W以后,輸出功率水平飛速增長,只用了 三年多時間,達(dá)到的輸出功率水平已經(jīng)超過了YAG固體激光器和CO2氣體激光器用三十多年達(dá)到的輸出功率水平,目前光纖激光器的實驗室水平已經(jīng)超過10萬 瓦,3萬瓦的光纖已經(jīng)商品化,已經(jīng)銷售的光纖激光器,輸出功率為17000W。可以預(yù)見,光纖激光器將成為長時間連續(xù)輸出功率最大的激光器。
9、節(jié)水節(jié)電節(jié)成本#p#分頁標(biāo)題#e#
光纖激光器具有優(yōu)異的熱性能,電光效率較高,節(jié)水節(jié)電,尤其重要的是可長期免維護(hù)使用,可節(jié)約大量維護(hù)經(jīng)費和時間,提高工作效率。
10、造價不斷降低
全光纖激光器的光路全部由光纖和光纖元件構(gòu)成,由于原料易得,在技術(shù)、產(chǎn)品和市場成熟之后,可大幅度降低成本。除光路部分外,半導(dǎo)體泵浦激光器是構(gòu)成光纖激光器成本的主要部分,從光通信的發(fā)展歷史和經(jīng)驗來看,隨著技術(shù)的發(fā)展和市場容量的不斷擴(kuò)大,大幅度降低半導(dǎo)體泵浦激光器的成本將成為必然趨勢。
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