固體雷射器「涅磐重生」:中國技術打破禁運用於雷射武器

2020-12-05 OFweek維科網

　　2、性能可靠、壽命長：雷射二極體的壽命大大長於閃光燈，達  15000 小時以上，而閃光燈的壽命只有 300-1000 小時。雷射二極體的泵浦能量穩定性好，比閃光燈泵浦優一個數量級，性能可靠，可製成全固化器件。運行壽命長，成為至今為止唯一無需維護的雷射器，尤其適用於大規模生產線。

　　3、輸出光束質量好：由於二極體泵浦雷射的高轉換效率，減少了雷射工作物質的熱透鏡效應，大大改善了雷射器的輸出光束質量，雷射光束質量已接近理論極限 M2= 1。雷射二極體陣列的功率雖然已可以達到很大，但本身輸出光束髮散角大，且發射波長有限，而用二極體泵浦雷射則可以大大改善其光束質量，並且可擴展發射波長。這就是用二極體泵浦雷射器，而不是直接將雷射二極體應用於工業上的原因。

　　三、國內外全固態雷射器的研發

　　1、國外研究情況

　　近幾年，美國、德國、特別是日本都在加大力量發展全固態紫外雷射器，特別是中大功率全固態紫外雷射器的開發應用。由於1064nm或532nm波長雷射對材料的加工主要是產生氣化或熔融等熱作用，所以加工出的產品往往很難達到精細、光滑，甚至有些材料（如陶瓷、矽片等）在加工時會引起碎裂，因此，全固態紫外雷射器在雷射微加工、雷射精密加工有著廣泛推廣應用的趨勢。目前國外工業發達國家，全固態紫外雷射器已開始成為工業用標準雷射器。據文獻報導：日本M.Nishioka公司已研發出40W的266nm全固態紫外雷射器；三菱公司也在市場上推出了18W 355nm 25kHz全固態紫外雷射器產品；另外相干公司的AVIV系列雷射器已做到在266nm，30kHz時，平均功率大於3W，在355nm，40kHz時，平均功率大於10W；光譜物理公司的YHP-series系列雷射器也達到在266nm，20kHz時，平均功率大於1.5W，在355nm，20kHz時，平均功率大於3.5W；Lightwave electronics公司所推出的 Q301-SM雷射器也達到了在355nm，10kHz時，平均功率大於10W的技術指標。總體來說，國外全固態紫外雷射器技術及應用設備已趨向成熟，但價格昂貴。

　　相干半導體泵浦固體雷射器 

　　美國PI公司半導體泵浦固體雷射器 

　　EKSPLA全固態雷射器  圖90

　　高功率半導體雷射列陣單光纖耦合模塊可直接作為光源廣泛應用於雷射醫療、信息產業、雷射加工、國防工業、雷射武器和戰術裝備等領域。作為泵浦光源將是泵浦全固態雷射器的核心器件，是一種高光－光轉換效率（大於30%）的高功率泵浦全固態雷射器的商用半導體雷射光源模塊，是替代燈泵浦雷射器的理想產品。目前，國外半導體雷射器單根光纖耦合模塊的最高研究水平是耦合進入1個芯徑400μm，輸出功率200W。耦合進入1根800μm的光纖，輸出功率700W；耦合進入1根1.5mm的光纖，輸出功率超過2000W。國外出售的單光纖耦合模塊產品水平如：Apollo公司產品為光纖芯徑100～600μm、光纖輸出功率15～100W；LIMO 公司產品為光纖芯徑200～600μm、光纖輸出功率10～50W。

相關焦點

  • 雷射二極體泵浦固體雷射器的發展與應用
    Chesler和Singh給出端面泵浦雷射器在多橫模和單橫模工作狀態下的理論模型，並在假定均勻泵浦的前提下求得的理論泵浦閾值與實驗結果基本符合。1976年，實現了用超發光二極體端面泵浦的Nd:YAG雷射器在室溫下連續運行。20世紀80年代以來，半導體雷射器及其陣列的研究工作取得重大突破，極大的推動了固體雷射器件、技術和應用的發展，並帶動了固體雷射器的全面復興。
  • 剛剛美國打破了中國的技術封鎖,雷射武器領域有了啥突破?
    早在2010年的國防預算中，美國就花費數千萬美元，進行雷射武器項目的研究，現在，美國人可不僅僅有上面波音公司的HEL-MD樣品了，還有已經裝備在「斯特賴克」戰車上的「遠程機動高能雷射炮」（簡稱MEHEL），專門用於攔截地方無人機、火箭彈和迫擊炮彈，就是下面這個傢伙身上的黃色東西。
  • 高亮度固體雷射器技術發展研究
    一、前言高亮度雷射技術是指高功率、高光束質量的雷射產生、傳輸與控制技術，高亮度固體雷射器技術特指以固體材料為增益介質的雷射產生技術。隨著工業加工、國防裝備等領域對高功率、高光束質量雷射的需求持續加大，高亮度固體雷射器因其潛在的經濟和軍事價值而吸引著學術界和工程界的研究興趣與探索熱情。
  • 固體雷射器有什麼軍事用途？我來告訴你
    固體雷射器是以摻雜的玻璃、晶體或透明陶瓷等固體材料為工作介質的雷射器。由於工作介質中激活離子濃度高，因而單位體積工作介質輸出的雷射能量(或功率)大。受激活離子能級結構限制，固體雷射器輸出的雷射波長分布於光譜的紅光到近紅外波段。一般來講，固體雷射器結構緊湊、牢固，對工作環境適應性較強。
  • 雷射技術助力電子製造與材料加工-高功率基模固體倍頻雷射器及其應用
    即將參展2011年慕尼黑上海雷射、光電展的美國光波公司（展位號E4.4412）推出的高功率雷射端泵固體雷射將會給工業雷射行業帶來新的希望，其技術被廣泛應用於電子製造與材料加工，足以引起全世界相關行業的關注。這種雷射器是基於光纖耦合端面泵浦、聲光調Q固體雷射器，光束質量接近衍射極限，脈衝能量穩定性極好，後一階段的雷射微納加工將沿著高效方向發展，最終將顯著降低雷射微加工時間成本。
  • 中國電科實現「高功率光纖雷射器」核心器件國產化
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    日前，中國電科實現了「高功率光纖雷射器」核心器件全國產化目標，標誌著我國已具備了「萬瓦級」固體雷射武器的光源系統自主研發和生產能力，為高能固體雷射裝備的自主可控之路打下了堅實基礎。資料圖：我國研製的（6+1）*1高功率泵浦耦合器在中國電科11所順利通過裝機前的驗收測試　　高功率泵浦耦合器是光纖雷射器中的核心元器件之一，也是中國電科實現「高功率光纖雷射器」及關鍵器件國內自主可控的關鍵元器件之一。
  • 多年努力 美國打破中國雷射晶體封鎖 然而中國新一代晶體已經成功
    2016年2月早些時候，美國APC（先進光學晶體）公司網站發布聲明，宣布該公司與克萊門森大學合作，研製出氟代硼鈹酸鉀晶體（KBBF），這種雷射晶體能夠用於製造深紫外雷射器。聲明中說，2009年中國開始禁止向國外提供這種具有戰略意義的晶體。該公司聲明稱，他們製造的晶體可以與中國製造的晶體相媲美，在部分關鍵技術領域超過中國同類材料。
  • 中國固體雷射器市場及發展趨勢分析
    2016年初固體雷射器銷售量漲勢迅猛，其中固體雷射器主要提供商英諾雷射在1至5月間的出貨量出現了強勁的增長，表現突出。由於固體雷射器在微加工方面固有的技術優勢，使得工業級固體雷射器相較其他雷射器而言在以下幾個方面更為出色：　　1.智慧型手機蓬勃帶動雷射行業發展　　近兩年智慧型手機推出的功能越來越多，指紋解鎖就是其中之一。由於指紋模組晶片切割要求精度細，截面光滑，崩邊少，目前只有使用紫外雷射進行精細切割才能達到要求。
  • ​3分鐘了解固體雷射器
    常用的幾種固體雷射器隨著固體雷射器技術多年的成長積累，現在固體雷射器的類型更是多種多樣，不過使用頻率較高的還是紅寶石、摻釹釔鋁石榴石、二極體抽運固體雷射器以及可調諧固體雷射器等這幾類>紅寶石雷射器是世界上第一臺製成的雷射器，也是世界上最早應用於醫療領域的雷射器，利用其波長特性廣泛應用在各種色素性疾病；也可以用長脈衝模式用於永久性去除體毛；還可以利用調Q模式用於治療藍、黑和綠色文身以及各種良性色素性病變。
  • 固體雷射器簡介
    早期的發展 早在20世紀70年代，固體雷射器較大規模的應用於工業生產。它們輸出1KW或者更高功率的短雷射脈衝，非常適用於精密機械加工。它們最早用於焊接機械錶中精緻的彈簧或者珠寶鑽孔——通常是很小的合成紅寶石——用作鐘錶機械裝置中的座位。
  • 固體雷射器是什麼?
    固體雷射器是什麼？在雷射器中，一個可以造成粒子數反轉的雷射工作物質是它的核心。工作物質是晶體，或者玻璃的雷射器，分別稱為晶體雷射器和玻璃雷射器，通常又把這兩類雷射器統稱為固體雷射器。發展最早的紅寶石雷射器，廣泛地應用在測距儀和材料加工上的石榴石雷射器，以及在雷射核聚變研究中首屈一指的釹玻璃雷射器，它們是固體雷射器的代表。紅寶石是一種人工製備的晶體。紅寶石的主要成分是氧化鋁。純淨的氧化鋁晶體稱作剛玉，是無色透明的，其中摻了少量氧化鉻（約萬分之幾）就成了紅寶石。雷射由鉻離子產生，剛玉則給了鉻離子一個有利於產生雷射的微觀環境。
  • 迅速發展的雷射技術,雷射譜線越來越豐富,和大能量雷射器的誕生
    到1962年底，固體雷射工作物質的普查基本結束，其中最重要的是釹離子的發現。這種離子摻在晶體和玻璃中可構成很有效的工作物質。敏玻璃雷射器1961年11月由斯尼澤研製成功，這是一種大功率脈衝器件，目前主要用於雷射核聚變。1964年4月範尤特製成的紀鋁石榴石雷射器，應用很廣，是唯一能在室溫下連續運行的固體器件，輸出功率也較大。兩者的輸出波長都是1.06微米。
  • 美國打破中國技術封鎖 掌握KBBF晶體製造工藝
    近日，服務於美軍雷射武器開發的先進光子晶體公司（Advanced PhotonicCrystals，APC）發表新聞：　　Advanced Photonic Crystals (APC) hasdeveloped a U.S. patented hydrothermal crystal growth process to produce theKBBF crystal
  • 雷射與雷射器的分類
    例如CO2雷射器10.64um紅外雷射、氪燈泵浦YAG雷射器1.064um紅外雷射、氙燈泵浦YAG雷射器1.064um紅外雷射、半導體側面泵浦YAG雷射器1.064um紅外雷射。     雷射器的種類很多，可分為固體、氣體、液體、半導體和染料等幾種類型：       （ 1 ）固體雷射器一般小而堅固，脈衝輻射功率較高，應用範圍較廣泛。如：Nd:YAG雷射器。Nd（釹）是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁石榴石，晶體結構與紅寶石相似。
  • 雷射器:雷射設備最核心的零部件
    雷射被譽為「最快的刀、最亮的光、最準的尺」。各類雷射設備被廣泛應用於材料加工、電子信息、航空航天、醫療、軍事武器、通訊等眾多下遊行業。雷射加工技術的出現和推廣，改變了汽車、機械、消費電子等傳統行業的生產加工模式，為光伏電池、鋰電池等新能源技術的實現提供了支撐。工業是雷射的第一大應用，其中雷射切割佔比最高。
  • 中國光纖雷射器的發展與展望
    與傳統的固體及氣體雷射器相比，光纖雷射器具有雷射光束質量好、能量密度高、電光轉換效率高、散熱性能好、結構緊湊、免維護、柔性傳輸、可加工材料範圍廣等優良特點，被譽為「第三代雷射器」。光纖雷射器電光轉換效率可達30%-35%，是傳統固體、氣體雷射器效率的幾倍，非常節能環保。
  • 2018年中國雷射行業競爭格局與發展趨勢,雷射器行業集中度較高
    雷射的原理早在1916年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現。雷射應用很廣泛，有雷射打標、雷射焊接、雷射切割、光纖通信、雷射測距、雷射雷達、雷射武器、雷射唱片、雷射矯視、雷射美容、雷射掃描、雷射滅蚊器、LIF無損檢測技術等等。雷射系統可分為連續波雷射器和脈衝雷射器。
  • 【科普】高能雷射武器到底有多厲害?
    事實上，雷射早已走進了人們的生活，每個人幾乎每天都要用到。電腦以及VCD、DVD影碟機上的光碟機，正是靠一個小雷射器從一塑料製成的光碟上讀出數據、圖像的。而在工業生產上，使用雷射切割鋼板早已不算什麼高級技術了。在真正的軍事應用中，以雷射來指示目標的制導炸彈已問世30年了。　　凡此種種，我們不禁要問，為什麼直到今天雷射仍然沒有變成威風凜凜的終極武器呢?
  • 美國雷射武器有多牛?
    龐塞號艦長已被授權使用該武器系統，這意味著如果有無人機或小艇挑釁的話，可以用這種武器來打擊，勞斯系統不是接近實戰狀態，而是已經實戰部署了。　　另一方面，測試地選在了素來以高溫高鹽風沙大而著稱波斯灣，環境條件非常荷刻。勞斯艦載雷射近程防禦系統到底是一種什麼樣的武器系統？雷射武器研發方面已經達到了什麼樣的水平哪？我們還得從雷射和雷射武器說起。