工業(yè)光纖激光器市場發(fā)展迅猛，未來五到十年這種勢頭將繼續(xù)保持，作為其核心部件的半導體激光器需要重新審視。

中低功率光纖激光器市場競爭激烈，高功率光纖激光器市場亟待開發(fā)。

隨著中低功率光纖激光器（輸出功率1500瓦以下）的產品同質化日益嚴重，市場競爭日漸激烈，不少技術領先的光纖激光器廠家紛紛開始將目光投向高功率光纖激光器（輸出功率1500瓦以上）市場，希望獲得更大的成功。以往使用915nm波段的半導體激光器作為光纖激光器的泵浦源，盡管915nm激光器存在0.3nm/℃的波長溫度漂移系數(shù)，由于增益有源光纖在915nm波段的吸收峰較寬，激光器泵浦源受環(huán)境溫度影響的中心波長漂移對增益光纖的吸收效率影響不大，光纖激光器整機對工作環(huán)境溫度不敏感。因此915nm波段泵浦方案在中低功率光纖激光器市場得到廣泛認可。

915nm波段泵浦方案在高功率光纖激光器開發(fā)中存在局限。

在設計高功率光纖激光器方案時，按以往的思路使用915nm泵浦源的弊端開始凸顯。由于在915nm波段增益有源光纖的吸收效率低，為達到整機光纖激光器輸出更高功率目的，在技術上要求使用更高的915nm泵浦功率和更長的有源光纖，這將導致開發(fā)者不得不面對光纖非線性效應、光光效率損失、熱管理難度增加、單位瓦數(shù)成本上升等諸多困難。當輸出功率超過一定水平時，915nm泵浦方案將變得極為復雜而最終失效。因此高功率光纖激光器需要更加有效的工業(yè)泵浦方案。

使用長光華芯976nm泵浦源的光纖激光器光光轉化效率可達85%。

使用976nm波段泵浦方案將很好得解決上述在高功率光纖激光器開發(fā)中將面臨的問題。增益有源光纖對976nm波段泵浦光的吸收效率是915nm波段泵浦光的2-3倍（如圖1）：由于吸收效率更高，增益有源光纖長度更短，光纖非線性效應更低，同樣也節(jié)約了部分材料成本。

圖1摻鐿光纖吸收與激射光譜

在同樣的泵浦功率輸入情況下，經(jīng)在光纖激光器行業(yè)領先的多家第三方驗證，光光轉換效率在更換長光華芯的非波長鎖定976nm泵源后在工作條件下增加了10%，達到了85%（如圖2）：這意味著開發(fā)者在對泵浦光的投資回報率提高了10%，在利潤彌足珍貴的今天，這將會是巨大競爭優(yōu)勢。

圖2 915/976nm泵浦摻鐿光纖斜效率對比

976nm芯片相比915nm芯片具有更高可靠性。

就半導體激光器本身而言，976nm波段芯片比915nm波段芯片更可靠，預期壽命更長。盡管GaAs外延晶體材料在915nm波段有稍好的光電轉換效率，由于976nm波長更長，光子能量更低，提高了高亮度半導體激光芯片在大電流工作條件下的腔面損傷閾值。換句話說，976nm波段芯片相對915nm波段芯片發(fā)生腔面光學災變性損傷（COD）的概率更低，芯片本身更加可靠。因此作為核心器件的976nm波段半導體激光器泵浦源也提高了光纖激光器整機的可靠性和預期壽命。

以往976nm泵浦源應用于工業(yè)光纖激光器，整機受環(huán)境溫度影響大。

在科研市場，使用976nm開發(fā)高功率乃至萬瓦級的光纖激光器應用已比較成熟。在工業(yè)市場，976nm泵浦源開發(fā)高功率光纖激光器才剛開始普及。

以往制約976nm泵浦源工業(yè)應用的原因主要還是增益有源光纖在976nm波段的吸收峰較窄：在工作環(huán)境溫度變化時，泵浦源中心波長的漂移造成增益有源光纖吸收率大幅變化，容易導致光纖激光器整機性能指標波動。工業(yè)使用環(huán)境復雜，過去中低功率光纖激光器中往往采用風冷對泵浦源進行冷卻，溫度控制能力有限。作為妥協(xié)，開發(fā)者主動或被迫采用了吸收峰較寬，但吸收效率更低的915nm波段，來降低環(huán)境溫度變化對整機性能的影響。采用VBG波長鎖定的976nm泵浦源由于成本偏高，一般用于科研目的，大規(guī)模工業(yè)推廣尚不被接受。

現(xiàn)在976nm泵浦源應用于高功率光纖激光器已無技術障礙，方案已經(jīng)批量驗證。

不同的是，高功率光纖激光器基本使用工業(yè)水冷機進行強制水循環(huán)制冷，即使使用非波長鎖定的976nm泵浦源，現(xiàn)有水冷機的制冷功率、溫度控制水平和使用成本已經(jīng)完全滿足了光纖激光器對泵浦源溫度控制的要求。由于976nm波段有更高的光光轉換效率，激光器整機排熱量更少，事實上系統(tǒng)熱管理的壓力更小。

經(jīng)過一年半在多家第三方處的應用示范驗證表明，工業(yè)市場高光纖激光器使用長光華芯的非波長鎖定976nm泵浦源，不存在技術與成本上的應用障礙，環(huán)境溫度對系統(tǒng)整機性能上的影響微弱可控，在性價比上具有強大的競爭優(yōu)勢。

長光華芯976nm泵浦源指標先進，性能穩(wěn)定可靠，通過市場驗證，批量供應市場。

圖3 135μm 160W測試數(shù)據(jù)

圖4 105μm 130W測試數(shù)據(jù)

圖5 200μm 800W測試數(shù)據(jù)

圖6 105μm 130W 波長鎖定測試數(shù)據(jù)

長光華芯的高亮度976nm光纖耦合模塊，采用長光華芯量產的976nm單管芯片，通過精密的光學封裝和嚴苛的工藝過程控制，實現(xiàn)高亮度的光纖耦合輸出：目前105μm光纖最高輸出160瓦（如圖4），135μm光纖最高輸出200瓦（如圖3），200μm光纖最高可達800瓦（如圖5），實際NA測試95%達0.18；中心波長可以控制在±2個納米，光譜寬度小于5納米。經(jīng)過近兩年的市場培育驗證與持續(xù)迭代改進，該系列976nm產品已經(jīng)在穩(wěn)定大批量供應光纖激光器市場。長光華芯也提供波長鎖定的976nm光纖耦合模塊，105μm光纖最高輸出130瓦（如圖6），實際NA測試95%小于0.18。

976nm泵浦方案優(yōu)勢明顯，逐步將成為市場主流。

總之，976nm波段半導體激光器應用于工業(yè)市場高功率光纖激光器，由于消除了光纖非線性效應，實現(xiàn)了近85%的光光轉換效率，整機系統(tǒng)受環(huán)境溫度影響微弱，半導體激光器本身可靠性更高等諸多優(yōu)點，將越來越受到重視和歡迎。從長遠來看，隨著976nm光纖耦合模塊的規(guī)模應用，相信產品技術水平會不斷提高，在元器件上實現(xiàn)低成本的976nm波長鎖定也將會成為現(xiàn)實。